Wat zijn luchttemperatuursensoren?
Luchttemperatuursensoren omvatten een verscheidenheid aan apparaten die vaak zijn ontworpen om de omgevings- of omgevingstemperatuur te meten. Ze kunnen ook worden gebruikt in veel voorkomende industriële omgevingen, zoals in brandstofinjectiemotoren in auto's om de luchtdichtheid te berekenen, zodat de boordcomputer van de auto de brandstofstroom kan aanpassen en verlagen naarmate de luchtdichtheid afneemt om vermogensverlies te voorkomen. Enkele van de meest voorkomende soorten temperatuursensoren zijn in het algemeen thermokoppels, weerstandstoestellen (RTD's), infraroodsensoren, thermometers en siliciumdioden.
Thermokoppels werken door het contact van twee verschillende soorten metalen die uitzetten en krimpen met verschillende snelheden, afhankelijk van de temperatuur. Ze worden vaak gebruikt als thermostaten, wat temperatuurgevoelige schakelaars zijn, maar kunnen ook worden gebruikt als luchttemperatuursensoren vanwege hun vermogen om te meten over een breed temperatuurbereik, van 32 ° Fahrenheit (0 ° Celsius) tot 2.102 ° Fahrenheit (1.150 ° Celsius) of meer. Thermokoppel luchttemperatuursensoren worden gebruikt in omgevingen met hoge temperaturen zoals ovens, maar zijn niet erg goed in het meten van minieme omgevingsveranderingen van fracties van een graad.
Weerstands-temperatuurapparaten en thermistoren meten de toename of afname van elektrische weerstand van materie naarmate de temperatuur stijgt. OTO's zijn nauwkeuriger bij kleine temperatuurveranderingen dan thermokoppels, maar kunnen temperaturen niet zo hoog of laag meten als thermokoppels. Ze zijn meestal ook duurzamer en stabieler dan thermokoppels, hoewel hun waarden onjuist kunnen zijn vanwege het ontwerp en de omgevingsomstandigheden. Omdat ze niet worden beïnvloed door omringende elektrische ruis, worden RTD's vaak gebruikt als luchttemperatuursensoren in industriële omgevingen waar krachtige motoren of hoogspanningsstroom aanwezig is.
Infraroodtemperatuursensoren zijn indirecte meetinstrumenten, die geen fysiek contact vereisen met het te meten materiaal, omdat ze de thermische straling meten die het produceert, ook wel zwarte lichaamsstraling genoemd. Ze zijn daarom nuttig in extreme omgevingen waar andere sensoren zouden falen, zoals in ovens waar de temperatuur hoger kan zijn dan 5000 ° Fahrenheit (2760 ° Celsius) en industriële processen waar snel wordt verwarmd en gekoeld. Siliciumdiodesensoren werken op het tegenovergestelde uiterste van die van infraroodsensoren en zijn nuttig bij het meten van extreme kou. Hoewel ze toepassingen hebben als luchttemperatuursensoren in wetenschappelijke experimenten op de middelbare school, worden ze vaker gebruikt om cryogene gassen in vloeibare vorm te meten, zoals vloeibare stikstof, zuurstof, waterstof en helium.
Thermometers, thermistoren en RTD's zijn de meest gebruikte soorten luchttemperatuursensoren en worden vaak gebruikt om ook vloeibare en vaste temperaturen te meten. Typische thermometers werken door de expansie en samentrekking van vloeibaar kwik of een organische, rode vloeistof in een afgesloten buis te meten, aangezien de temperatuur van de buitenlucht verandert. Luchttemperatuursensoren in auto's zijn meestal thermistoren. Of ze nu uitlaatgassen, inlaatluchtstroom of motorkoelvloeistof meten, ze werken allemaal volgens hetzelfde principe dat naarmate de temperatuur van het omringende medium opwarmt, de weerstand in de sensor opbouwt en het spanningssignaal dat het naar computerbesturingen uitvoert, wordt verminderd.