Биметаллический датчик температуры, изготовлен из двух разнородных металлических пластин, плотно скрепленных между собою. Различные металлы имеют различный коэффициент расширения при той или иной температуре. Если полоски из этих металлов скрепить между собой и нагреть (или охладить), то они изогнутся. В биметаллических датчиках пластинки замыкают или размыкают контакты реле, или двигают стрелку индикатора. Диапазон работы биметаллических датчиков от -40 С до +550 С. Преимуществом таких датчиков является простота и надежность конструкции, возможность работы без электрического тока, низкая стоимость. Недостатки: биметаллические датчики температуры имеют большой разброс характеристик, а так же большой гистерезис переключения, особенно при низких температурах..
Термометры сопротивления это резисторы, изготовленные из платины, меди или никеля. Платина чаще всего применяется в термометрах сопротивления из-за ее высокой стабильности и линейности изменения сопротивления с температурой. Медь используется в основном для измерения низких температур, а никель в недорогих датчиках для измерения в диапазоне комнатных температур. Для защиты от внешней среды платиновые термометры сопротивления помещают в защитные металлические чехлы и изолируют керамическими материалами, такими как оксид алюминия или оксид магния.. Платиновые термометры сопротивления одни из самых точных датчиков температуры. Кроме того, они стандартизированы, что значительно упрощает их использование. Стандартно производятся датчики сопротивлением 100 и 1000 Ом. Диапазон измерений платиновых термометров сопротивления составляет -180 С +600 С. Несмотря на изоляцию, стоит оберегать термометры сопротивления от сильных ударов и вибрации.
Термоэлектрические преобразователи, термопары представляют собой спай из двух проволок из различных металлов, сваренных между собой на одном из концов. Например пары металлов хромель-аллюмель, медь-константан, железо-константан, платина-платина/родий, рений-вольфрам. Каждый тип применяется для решения своих задач. Термопары хромель-алюмель (тип К) имеют высокую чувствительность и стабильность и работают до температур вплоть до 1300 С в окислительной или нейтральной атмосфере. Это один из самых распространенных типов термопар. Термопара железо-константан (тип J) работает в вакууме, восстановительной или инертной атмосфере при температурах до 500 С. При высоких температурах до 1500 С используют термопары платина- платина/родий (тип S или R) в керамических защитных кожухах. Они прекрасно измеряют температуру в окислительной, нейтральной среде и вакууме. Принцип действия термоэлектрического эффекта, возникает благодаря тому, что в любом замкнутом контуре (из двух разнородных полупроводников или проводников) возникнет электрический ток, в случае если места спаев отличаются по температуре. Так, один конец термопары (рабочий) погружен в среду, а другой (свободный) – нет. Таким образом, получается, что термопары это относительные датчики и выходное напряжение будет зависеть от разности температур двух частей. И почти не будет зависеть от абсолютных их значений.
Цифровые датчики температуры
В последнее время неоспоримое преимущество по применению, конечно, принадлежит цифровому датчику DS 18B20 и их разновидностям. Работая с простейшим интерфейсом — одно проводной шиной — в широком диапазоне температур от –55 °С до +125 °С, с хорошей помехоустойчивостью, эта микросхема позволяла создавать многоточечную систему температурного контроля. информации.
Основные характеристики датчика Dallas DS18B20 :
Уникальный интерфейс 1-Wire Требуется только один контакт для связи
Каждое устройство имеет уникальный 64-битный серийный адрес устройства который хранится в ROM
Питание датчика в диапазоне температур от 3 вольт до 5,5 вольт
Диапазон измеряемых температур от -55 ° C до +125 ° C (-67 ° F до +257 ° F)
Программное обеспечение совместимо с DS1822
Доступен в трех вариантах корпусов
Терморезистивные термодатчики
Терморезистивные термодатчики — основаны на принципе изменения электрического сопротивления (полупроводника или проводника) при изменении температуры. Разработаны они были впервые для океанографических исследований. Основным элементом является терморезистор — элемент изменяющий свое сопротивление в зависимости от температуры окружающей среды.
Несомненные преимущества термодатчиков этого типа это долговременная стабильность, высокая чувствительность, а также простота создания интерфейсных схем.
Кремниевый резистивных датчик температуры. диапазон измерения которого от -50 до +250 °С. Этот датчик относиться к группе кремневых резистивных датчиках.
В зависимости от материалов используемых для производства терморезистивных датчиков различают:
Полупроводниковые
Диапазон измерений этого датчика от -55 до +250.
Полупроводниковые датчики регистрируют изменение характеристик p-n перехода под влиянием температуры. В качестве термодатчиков могут быть использованы любые диоды или биполярные транзисторы. Пропорциональная зависимость напряжения на транзисторах от абсолютной температуры (в Кельвинах) дает возможность реализовать довольно точный датчик.
Достоинства таких датчиков — простота и низкая стоимость, линейность характеристик, маленькая погрешность. Кроме того, эти датчики можно формировать прямо на кремневой подложке. Все это делает полупроводниковые датчики очень востребованными.
