Działanie czujników temperatury

Wykonywanie pomiarów temperatury jest standardową czynnością podczas wielu procesów produkcyjnych. Sama temperatura określana jest jako stopień tendencji do dzielenia się energią termiczną z innymi przedmiotami lub otoczeniem. Oznacza to, że jeśli dwa ciała różnią się między sobą poziomem ciepła, oba będą dążyły do jego wyrównania. Kontrolowanie temperatury w procesie produkcji bywa niezwykle istotne. Niektóre technologie wymagają precyzyjnych warunków, a zbyt ciepłe lub zbyt chłodne otoczenie negatywnie wpływa na finalny produkt.

Przykładem może być chociażby hartowanie powierzchni. Do pomiarów temperatury służą różnego rodzaju czujniki. Z uwagi na różnorodność procesów i jeszcze większą różnorodność materiałów, których temperatura jest mierzona, istnieje też wiele odmian czujników. Jedne z nich służą do mierzenia cieczy, żeli, inne ciał stałych. Różnią się one konstrukcją i zasadami działania, ale zawsze prowadzą do jednego efektu – wykazania ciepłoty badanego środowiska.

Podstawowy podział czujników to klasyfikacja pod kątem sposobu pomiaru. Może on być dotykowy, czyli przez bezpośredni kontakt z substancją lub obiektem oraz bezdotykowy, mierzący emitowaną przez rozgrzane ciało energię. Jednym z rodzajów czujników dotykowych jest termopara. Jak sugeruje nazwa jest do zespolenie dwóch metali o różnych właściwościach, wywołujących niewielkie napięcie elektryczne. Im wyższa temperatura połączenia tym wyższe napięcie. Termopary, to czujniki o wielu zaletach. Są miedzy innymi niewielkie, niezawodne i niedrogie, a więc często wykorzystywane. Obok termopary wykorzystuje się też czujniki rezystancyjne.

Należy do nich termistor – czujnik wykonany z półprzewodnika, działający w oparciu o pomiar rezystancji, czyli oporu. Ten ostatni zmienia się pod wpływem zmiany temperatury obiektu. Termistory mogą mieć dodatni, ujemny lub skokowy wskaźnik rezystancji. Nieco bardziej skomplikowaną formą termistorów są termorezystory. Te ostatnie znalazły zastosowanie w przemyśle z uwagi na wysoką temperaturę topnienia. Do pomiarów bezdotykowych stosuje się pirometry mierzące fale o długości odpowiadającej promieniowaniu widzialnemu oraz podczerwieni. Ogromną zaletą pirometru jest możliwość pomiaru bardzo wysokich temperatur oraz mała skala błędu.