علمها

ADS
نویسنده : م باقری 1390/11/18, 10:54 ب.ظ

الکترونیک - اندازه گیری - سنسور

اندازه گیری حرارت با روش های الکتریکی

هدف از این مقاله بررسی “اندازه گیری حرارت با روش های الکتریکی” که در واقع بخشی از ابزاردقیق می باشد. این وسایل از انواع ترانسدیوسر  ( سنسورهای دما ) می باشد . در ادامه روش ها و سنسور های زیر معرفی و بررسی می شود.
  • روش استفاده از ترموکوپل (thermocouple)
  • سنسور دما از نوع بیمتال (bimetal)
  • سنسورهای اتصال PN
  • سنسور های دما از نوع کریستال مایع
  • انتشار مادون قرمز و گرماسنجی
  • گیج های فلوی حرارتی
  • اندازه گیری دما با استفاده از سنسور های مدار مجتمع IC:
  • سنسور مقاومتی فلزی RTD - resistace temperature delector
  • ترمیستورها:  Thrmistor   NTC، PTC
انواع سنسور های حرارتی ،انواع حس گرهای حرارتی،انواع حس گر گرمایی

۱- روش استفاده از ترموکوپل (thermocouple): هر گاه انتهای دو رشته سیم غیر هم جنس را به همدیگر وصل کرده و نقطه اتصال را حرارت دهیم (hot junction)در دو سر آن اختلاف پتانسیل ایجاد می شود که می تواند عقربه یک صفحه مندرج را به حرکت در آورده اندازه گیری کند.

برای افزایش ولتاژ دو سر ترموکوپل چند ترموکوپل را مانند باطری با هم سری می کنند. البته برای تقویت ولتاژ ایجاد شده از یک آمپلی فایر (تقویت کننده) مانند ic741 می توان بهره جست.

در عمل باید ترموکوپل به این صورت بسته شود که یک سنسور یا ترموکوپل دیگر در دمای مرجع (مثلا آب صفر درجه) قرار می گیرد و آن وقت ترموکوپل ما در محل مربوطه قرار می گیرد در این روش خطا به حد اقل رسیده و تغییر دمای ناگهانی (اغتشاش) به دلیل وجود اتصال مرجع روی اندازه گیری تاثیر کمی خواهد داشت.

آرایش ترموکوپل:

الف) در آرایش الف برای افزایش حساسیت اندازه گیری ترموکوپل را به صورت سری متصل می کنند این آرایش را ترموپیل می نامیم.

ب) اگر بخواهیم دمای متوسط یک مکان را اندازه بگیریم چند ترموکوپل را در نقاط مختلف قرار داده و به صورت آرایش ب آن ها را به هم متصل می کنیم.(مثلا داخل کابین اتوبوس)

سنسورهای دما : ترموکوپل سنسورهای الکترونیک ، حس گر الکترونیک

۲- سنسور دما از نوع بیمتال (bimetal): با توجه به شکل اگر دو نوار فلزی به هم نزدیک شوند که ضریب انبساطی متفاوت داشته باشند(برنج،اینوار(فولاد نیکل دار) نوار به جهات خم خواهد شد.

سنسورهای حرارتی : بیمتال سنسورهای الکترونیک حسگر ای الکترونیک

۳- سنسورهای اتصال PN: یک دیود ازدو اتصال P وN (نیمه هادی نوع P و N) تشکیل شده است و در حلت معمولی یک سد پتانسیل دارد (حدود ۶۰۰mv تا ۷۰۰mv) هر گاه ولتاژ دو سر دیود بصورت شکل از  Vf(ولتاز آستانه) افزایش یابه جریان ازAو K انتشار می یابد(فقط از یک جهت جریان عبور می کند)  Vf به دما وابسته است و در ۱۵۰ تا-۵۰  درجه سانتیگراد خطی عمل میکند و حدود ۲- (میلی ولت / درجه سانتیگراد) است (به ازای هر درجه Vfحدود ۲mv کاهش می یابد) پس اگر دیود که Vf آن در ۲۵ (درجه سانتیگراد) حدود ۶۵۰mvباشد و در محیطی ۶۵۰mv  باشد نشان میدهد که حدود:

۳۰mv=mv620-650

سنسورهای الکترونیک سنسورهای اتصال PN سنسور های دما از نوع کریستال مایع انتشار مادون قرمز و گرماسنجی گیج های فلوی حرارتی

mv30 نشان دهنده ۱۵(درجه سانتیگراد) افزایش درجه حرحرت است (دمای محیط ۲۵+۱۵=۴۰(درجه سانتیگراد)).

مهمترین عیب سنسور : PN اگر مدار عیب پیدا کند PN نقش خود را از دست می دهد.

۴- سنسور های دما از نوع کریستال مایع: یکی از کاربردهای کریستال مایع آن است که انواعی از آن به دما حسحسند کاربرد خاصی از آن در ترکیبات کلستریک به عنوان دماسنج طبی به شکل نوار پلاستیکی قابل انعطاف است که روی بدن چسبیده میشود و دمای سطح پوست را اندازه میگیرد از نظر ساختمانی شبیه کلسترول هستند بهمین علت کلستریک گفته می شود.

سنسورهای اتصال PN سنسور های دما از نوع کریستال مایع انتشار مادون قرمز و گرماسنجی گیج های فلوی حرارتی

دو صفحه پلیمری در دو طرف کریستال قرار میگیرد در  « شکل الف » شعاع نور که به داخل کریستال تابانده میشود بدلیل شکل منظم  کریستال بازتاب ندارد اما اگر حرارت افزایش یابد (شکل ب ) نظم  کریستال ها شکسته شده وشعاع نوری میتواند از داخل آن منعکس شود اجرای دماهای خاص کریستال قابل طراحی است.

 

5- انتشار مادون قرمز و گرماسنجی: هر جسم گرمی از خود تشعشعاتی دارد که مقدار تشعشعات و طول موج آن تابعی از دمای آن جسم گرم است.

که فرمول کلی اینو بدون اثبات برابر است با ( Tبرابر دمای ظاهری )

سنسورهای اتصال PN سنسور های دما از نوع کریستال مایع انتشار مادون قرمز و گرماسنجی گیج های فلوی حرارتی

۶- گیج های فلوی حرارتی: عموما اختلاف دما بین دو نقطه را نشان می دهند ( diffrentiol ) دو عنصراندازه گیری دما (دو ترموکوپل ) توسط یک صفحه عایق حرارتی که مشخصات معلومی دارد از هم جدا قرار داده   می شوند. اختلاف حرارت دو سطح عایق اختلاف ولتاژ بین j1 و j2 ایجاد می کند. (معمولا حدود ۳۰ ترموکوپل در هر دو طرف قرار می دهند تا این اختلاف ولتاژ نسبت به اختلاف حرارت در دو سطح a وb  بسیار حساس تر شود (سنسور های سری)).

سنسورهای الکترونیک اندازه گیری دما با IC حرارتی thermocouple bimetal Thrmistor سنسور مقاومتی فلزی RTD resistace temperature delector انواع حس گرهای حرارتی انواع حس گر گرمایی

7- اندازه گیری دما با استفاده از سنسور های مدار مجتمع IC: این سنسورها به صورت مدا مجتمع(IC) که با تغییر درجه حرارت در خروجی آنها ولتاژ یا جریان تولید میشود(مثلاLM335  دارای ولتاژ خروجی ۱۰mv/ok و IC شماره LM334  داری ولتاز خروجی ۱۰mv/of و IC نوع AD592 دارای جریان خروجی ۱۰µa/k  است.)

use

Range°c

Divice

MILITARY (نظامی)

-۵۵~۱۵۰

LM135

INDUSTRIAL(صنعتی)

-۴۰~۱۲۵

LM235

COMMERICAL(تجاری)

-۴۰~۱۰۰

LM335

این نوع سنسورهای حرارتی سیگنال خروجی بالا داسته و با تغییرات خطی نسبت به حرارت همراه هستند.

عیب: اندازه گیری حرارت تا ۱۵۰°C محدود می شود.

۸-سنسور مقاومتی فلزی RTD)  resistace temperature delector): افزایش حرارت در فلزات باعث تغییر مقاومت آنها میشود از این پدیده برای اندازه گیری  حرارت استفاده میشود پلاتین و نیکل و مس اغلب فلزاتی هستند که در این نوع سنسورها بکار میروند شکل مارپیچی خاص ربرو برای جلوگیری از ایجاد القا می باشد.

معمولا در غلاف شیشه ای Resistance BulB قرار دارند.

:temp coefficient Ω/°cα

Temp Range°c

Material

0.0067

-80~320

Nickel

0.0038

-200~260

Copper

0.0046

-200~260

Nickel +Leon

0.0039

-200~850

Platinum

 

سنسور های مدار مجتمع IC اندازه گیری دما با استفاده از سنسور های مدار مجتمع IC اندازه گیری دما با IC حرارتی thermocouple bimetal Thrmistor سنسور مقاومتی فلزی RTD resistace temperature delector انواع حس گرهای حرارتی انواع حس گر گرمایی

9- ترمیستورها:  Thrmistor   NTC  ، PTC 

PTC: با افزایش درجه حرارت مقاومت افزایش می یابد.

در NTCاز کبالت ،مس،آهن،منیزیم،یا منگنز،نیکل،قلع…استفاده می شود.

مهمترین کاربرد PTC در وسایل الکتریکی می باشد که ممکن است درجه حرارت آنها بسرعت افزایش یابد(استاتور)ونقش حفاظت حرارتی را بعهده دارد.

اگر پایه های داخلی PTC قطع شود سریعا امپدانس آن بی نهایت شده ومدار قطع ،به موتور فرمان قطع برق را میدهد یعنی خرابی PTCدر مدار حفاظت خللی بوجود نمی آورد.

NTC: در NTC چون در حال فرمان امپدانس زیادی دارد قطع و خرابی در آن توسط مدار تشخیص داده نمیشود و ممکن است اثر خرابی در موتور سریعا حرارت سیم پیچ را افزایش دهد و موتور بسوزد

http://www.elmha.com

منبع : http://bargh24.ir


دسته بندی : قطعات و وسایل الکترونیک , اندازه گیری الکتریکی ,
برچسب ها : سنسورهای دما , سنسورهای حرارت , اندازه گیری دما با روش های الکتریکی , اندازه گیری الکتریکی دما , اندازه گیری الکتریکی حرارت , روش استفاده از ترموکوپل (thermocouple) , سنسور دما از نوع بیمتال (bimetal) , سنسورهای اتصال PN , سنسور های دما از نوع کریستال مایع , انتشار مادون قرمز و گرماسنجی , گیج های فلوی حرارتی , اندازه گیری حرارت با روش های الکتریکی , اندازه گیری حرارت , اندازه گیری دما , سنسور های مدار مجتمع IC , اندازه گیری دما با IC حرارتی , thermocouple , bimetal , Thrmistor , سنسور مقاومتی فلزی , RTD resistace temperature delector , انواع حس گرهای حرارتی , انواع حس گر گرمایی , سنسورهای الکترونیک , الکترونیک , اندازه گیری , سنسور ,



موضوعات
» تصویر روز (5)
» نرم افزار آی اُ اس (ios App) (1)
» نرم افزار اندروید (Android App) (1)
» نرم افزار تبلت (Tablet App) (1)
» نرم افزار (Software) (2)
» تجهیزات جانبی (gadjet) (7)
» دوربین (1)
» تبلت و کتابخوان (5)
» لپ تاپ (3)
» سخت افزار (2)
» موبایل (9)
» پزشکی و سلامت (2)
» شناخت فلزات (5)
» هوا فضا (2)
» فیزیک (2)
» شیمی (2)
» سوالات امتحانی (13)
» ماشین های اداری (2)
» مهندسی راه و ساختمان (2)
» صنایع سنگین (1)
» خودروی پاک (6)
» اخبار خودرو (21)
» مفاهیم علم و فناوری (3)
» اینترنت (1)
» مبانی الکترونیک و برق (24)
» تولید انرژی (38)
» مخابرات (17)
» دیجیتال (3)
» قطعات و وسایل الکترونیک (51)
» رباتیک و هوش مصنوعی (26)
» پروژه های الکترونیک (31)
» مرتبط با الکترونیک (5)
» اندازه گیری الکتریکی (7)
» تازه های برق - الکترونیک (17)
» دانلود آموزشی (42)
» دانلود نرم افزار علمی (7)
» دانلود کتاب و جزوه (14)
» دانلودها (11)
» .:: تازه های علم و فناوری ::. (4)
» نوآوری های علمی و فنی (27)
» نانو تکنولوژی (2)
» آموزش مهارت (8)
» حمل و نقل و خودرو (13)
» اخبار علم و فناوری (72)
» اخبار برترین ها (4)
» اهم اخبار (3)
» داستان کوتاه و آموزنده (1)
» عکس متحرک (3)
» عکس علمی (19)
» فیلم علمی - آموزشی (25)
» .:::: تفریح و سرگرمی :::::. (3)
» جوک - طنز - لطیفه (3)
» اس ام اس (2)
» معما و سرگرمی (5)
» عجایب جهان (13)
» تست شخصیت (3)
» فال و طالع بینی (1)

نظرسنجی

شما به کدام نوع از مطالب سایت علاقه دارید؟



نویسندگان

» م باقری (453)

آمار بازدید


کل بازدید ها :
بازدید امروز :
بازدید دیروز :
بازدید این ماه :
بازدید ماه قبل :
تعداد نویسندگان :
تعداد کل مطالب :
آخرین بروز رسانی :

درباره ما


آشنایی با علم و صنعت الکترونیک و برق و تازه های فناوری
ایجاد کننده وبلاگ : م باقری



ساخت وبلاگ در میهن بلاگ

شبکه اجتماعی فارسی کلوب | اخبار کامپیوتر، فناوری اطلاعات و سلامتی مجله علم و فن | ساخت وبلاگ صوتی صدالاگ | سوال و جواب و پاسخ | رسانه فروردین، تبلیغات اینترنتی، رپرتاژ، بنر، سئو