Cosa sono i sensori di temperatura dell'aria?

I sensori di temperatura dell'aria comprendono una varietà di dispositivi spesso progettati per misurare la temperatura ambiente o circostante. Possono anche essere utilizzati in ambienti industriali comuni, come nei motori a iniezione di carburante nelle automobili per calcolare la densità dell'aria in modo che il computer di bordo dell'auto possa regolare il flusso di carburante, abbassandolo quando la densità dell'aria diminuisce per prevenire la perdita di potenza. Alcuni dei tipi più comuni di sensori di temperatura in generale sono termocoppie, dispositivi di temperatura resistivi (RTD), sensori a infrarossi, termometri e diodi al silicio.

Le termocoppie funzionano tramite il contatto di due diversi tipi di metalli che si espandono e si contraggono a velocità diverse a seconda della temperatura. Sono spesso usati come termostati, che sono interruttori sensibili alla temperatura, ma possono anche essere impiegati come sensori di temperatura dell'aria grazie alla loro capacità di misurare in un ampio intervallo di temperature, da 32 ° Fahrenheit (0 ° Celsius) fino a 2.102 ° Fahrenheit (1.150 ° Celsius) o più. I sensori di temperatura dell'aria a termocoppia sono utilizzati in ambienti ad alta temperatura come i forni, ma non sono molto bravi a misurare minime variazioni ambientali di frazioni di grado.

I termoresistenti e i termistori misurano l'aumento o la diminuzione della resistenza elettrica della materia all'aumentare della temperatura. Gli RTD sono più accurati rispetto ai piccoli sbalzi di temperatura rispetto alle termocoppie, ma non possono misurare temperature alte o basse come fanno le termocoppie. Inoltre tendono ad essere più duraturi e stabili delle termocoppie, sebbene le loro letture possano essere errate a causa del design e delle condizioni ambientali. Poiché non sono influenzati dal rumore elettrico circostante, gli RTD vengono spesso utilizzati come sensori di temperatura dell'aria in ambienti industriali in cui sono presenti motori potenti o corrente ad alta tensione.

I sensori di temperatura a infrarossi sono dispositivi di misurazione indiretta, che non richiedono alcun contatto fisico con il materiale misurato, poiché misurano la radiazione termica che produce spesso definita radiazione del corpo nero. Sono quindi utili in ambienti estremi in cui altri sensori potrebbero guastarsi, come nei forni in cui le temperature possono superare i 5.000 ° Fahrenheit (2.760 ° Celsius) e nei processi industriali in cui il riscaldamento e il raffreddamento si stanno rapidamente verificando. I sensori a diodi al silicio funzionano all'estremo opposto di quello dei sensori a infrarossi e sono utili per misurare il freddo estremo. Sebbene abbiano applicazioni come sensori di temperatura dell'aria negli esperimenti scientifici delle scuole superiori, sono più spesso usati per misurare i gas criogenici in forma liquida, come azoto liquido, ossigeno, idrogeno ed elio.

I termometri, i termistori e gli RTD sono i tipi più comunemente utilizzati di sensori di temperatura dell'aria e vengono spesso utilizzati anche per misurare temperature liquide e solide. I termometri tipici funzionano misurando l'espansione e la contrazione del mercurio liquido o di un liquido rosso organico in un tubo sigillato, al variare della temperatura dell'aria esterna. I sensori di temperatura dell'aria per autoveicoli sono in genere termistori. Indipendentemente dal fatto che stiano misurando i gas di scarico, il flusso d'aria in ingresso o il liquido di raffreddamento del motore, funzionano tutti secondo lo stesso principio che quando la temperatura del mezzo circostante si surriscalda, la resistenza del sensore aumenta e il segnale di tensione che emette ai controlli del computer viene ridotto.