För att utföra tillförlitliga temperaturmätningar är det första steget att välja rätt temperaturinstrument, även känd som en temperatursensor. Termoelement, termistorer, platinaresistanstermometrar (RTD) och temperatur-IC är bland de mest använda temperatursensorerna vid testning.
Följande är en introduktion till egenskaperna hos termoelement och termistorer.
Termoelement: Termoelement är de mest använda temperatursensorerna vid temperaturmätning. Deras främsta fördelar är ett brett temperaturområde och anpassningsförmåga till olika atmosfäriska miljöer. De är också robusta, billiga, kräver ingen strömförsörjning och är det billigaste alternativet. Ett termoelement består av två olika metalltrådar (metall A och metall B) kopplade i ena änden. När ena änden av termoelementet värms upp finns en potentialskillnad i termoelementkretsen. Temperaturen kan beräknas med hjälp av den uppmätta potentialskillnaden.
Förhållandet mellan spänning och temperatur är dock icke-linjärt. På grund av detta icke-linjära samband behövs en andra mätning för en referenstemperatur (Tref). Spännings-temperaturomvandlingen bearbetas sedan internt av testutrustningens mjukvara eller hårdvara för att slutligen erhålla termoelementets temperatur (Tx). Både Agilent 34970A och 34980A datainsamlingsenheter har inbyggda-mät- och bearbetningsmöjligheter.
Kort sagt är termoelement de enklaste och mest mångsidiga temperatursensorerna, men de är inte lämpliga för hög-precisionsmätningar och applikationer.
Termistorer, å andra sidan, använder halvledarmaterial och har oftast en negativ temperaturkoefficient, vilket innebär att deras motstånd minskar när temperaturen ökar. Temperaturförändringar orsakar stora motståndsförändringar, vilket gör dem till de mest känsliga temperatursensorerna. Emellertid har termistorer extremt dålig linjäritet och är starkt beroende av tillverkningsprocessen. Tillverkare tillhandahåller inte standardiserade termistorprofiler.
Termistorer är mycket små och reagerar snabbt på temperaturförändringar. De kräver dock en strömkälla, och deras ringa storlek gör dem extremt känsliga för självuppvärmningsfel.
Termistorer mäter absolut temperatur på två ledningar, vilket ger god noggrannhet, men de är dyrare än termoelement och deras mätbara temperaturområde är mindre. En vanlig termistor har ett motstånd på 5kΩ vid 25 grader, med en temperaturförändring på 1 grad som orsakar en resistansförändring på 200Ω. Observera att ledningsresistansen på 10Ω endast introducerar ett försumbart fel på 0,05 grader. Den är idealisk för strömregleringstillämpningar som kräver snabb och känslig temperaturmätning. Dess ringa storlek är fördelaktigt för applikationer med{10} utrymmesbegränsade applikationer, men självuppvärmningsfel måste förhindras.
Termistorer har också sina egna mättekniker. Deras ringa storlek är en fördel; de stabiliseras snabbt och skapar ingen termisk belastning. Men detta gör dem också mindre robusta och höga strömmar kan orsaka självuppvärmning.- Eftersom en termistor är en resistiv enhet, kommer vilken strömkälla som helst att generera värme på grund av ström. Effekt är lika med produkten av kvadraten av strömmen och resistansen. Därför måste en liten strömkälla användas. Exponering för hög värme kommer att resultera i permanent skada på termistorn.
Denna introduktion till två typer av temperaturinstrument är avsedd att vara till hjälp för ditt arbete och studier.