Co to są czujniki temperatury powietrza?
Czujniki temperatury powietrza obejmują różnorodne urządzenia często zaprojektowane do pomiaru temperatury otoczenia lub otoczenia. Można je również stosować w typowych warunkach przemysłowych, takich jak silniki z wtryskiem paliwa w samochodach, aby obliczyć gęstość powietrza, aby komputer pokładowy samochodu mógł regulować przepływ paliwa, obniżając go wraz ze spadkiem gęstości powietrza, aby zapobiec utracie mocy. Niektóre z najbardziej powszechnych rodzajów czujników temperatury to termopary, rezystancyjne urządzenia temperaturowe (RTD), czujniki podczerwieni, termometry i diody krzemowe.
Termopary działają poprzez kontakt dwóch różnych rodzajów metali, które rozszerzają się i kurczą w różnym tempie w zależności od temperatury. Są one często stosowane jako termostaty, które są przełącznikami wrażliwymi na temperaturę, ale mogą być również stosowane jako czujniki temperatury powietrza ze względu na ich zdolność do pomiaru w szerokim zakresie temperatur, od 32 ° Fahrenheita (0 ° Celsjusza) do 2102 ° Fahrenheita (1150) ° Celsjusza) lub więcej. Termopary czujniki temperatury powietrza są używane w środowiskach o wysokiej temperaturze, takich jak piece, ale nie są bardzo dobre w pomiarze niewielkich zmian środowiskowych ułamków stopnia.
Rezystywne urządzenia i termistory mierzą wzrost lub spadek rezystancji elektrycznej materii wraz ze wzrostem temperatury. Czujniki RTD są dokładniejsze przy małych zmianach temperatury niż termopary, ale nie mogą mierzyć temperatur tak wysokich lub niskich jak termopary. Są również bardziej trwałe i stabilne niż termopary, chociaż ich odczyty mogą być błędne ze względu na warunki konstrukcyjne i środowiskowe. Ponieważ nie mają na nie wpływu otaczające zakłócenia elektryczne, czujniki RTD są często stosowane jako czujniki temperatury powietrza w środowiskach przemysłowych, w których występują mocne silniki lub prąd o wysokim napięciu.
Czujniki temperatury na podczerwień są pośrednimi urządzeniami pomiarowymi, nie wymagającymi fizycznego kontaktu z mierzonym materiałem, ponieważ mierzą wytwarzane przez nie promieniowanie cieplne, często nazywane promieniowaniem ciała czarnego. Są one zatem przydatne w ekstremalnych środowiskach, w których zawiodłyby inne czujniki, na przykład w piecach, w których temperatura może przekraczać 5000 Fahrenheita (2760 ° Celsjusza) oraz w procesach przemysłowych, w których następuje gwałtowne ogrzewanie i chłodzenie. Krzemowe czujniki diodowe działają na przeciwnych skrajnych poziomach niż czujniki podczerwieni i są przydatne do pomiaru ekstremalnego zimna. Chociaż mają one zastosowanie jako czujniki temperatury powietrza w eksperymentach naukowych w szkołach średnich, są częściej używane do pomiaru gazów kriogenicznych w postaci płynnej, takiej jak ciekły azot, tlen, wodór i hel.
Termometry, termistory i czujniki RTD są najczęściej stosowanymi typami czujników temperatury powietrza i są często używane do pomiaru temperatur cieczy i ciał stałych. Typowe termometry pracują przez pomiar rozszerzania się i kurczenia ciekłej rtęci lub organicznej czerwonej cieczy w szczelnej rurce, gdy zmienia się temperatura powietrza na zewnątrz. Motoryzacyjne czujniki temperatury powietrza są zazwyczaj termistorami. Niezależnie od tego, czy mierzą gazy spalinowe, przepływ powietrza dolotowego, czy chłodziwo silnika, wszystkie działają na tej samej zasadzie, że gdy temperatura otaczającego medium nagrzewa się, rezystancja czujnika narasta, a sygnał napięcia wysyłany do sterowania komputerowego jest zmniejszony.