اصل سنسور دما یک دستگاه الکتریکی است که بر اساس یک عنصر حساس به دما- است. تغییرات دما را با اندازه گیری تغییرات در پارامترهایی مانند مقاومت عنصر، ولتاژ، جریان یا فرکانس تشخیص می دهد. سنسورهای معمولی دما شامل ترمیستورها، سنسورهای دمای نیمه هادی، ترموکوپل ها و سنسورهای دمای مادون قرمز هستند.
ترموکوپل یک دستگاه اندازه گیری دما بر اساس اثر ترموالکتریک است. از دو سیم از فلزات مختلف تشکیل شده است. یک اختلاف پتانسیل ترموالکتریک در نقطه تماس ایجاد می شود. با تغییر دما، اختلاف پتانسیل ترموالکتریک نیز بر این اساس تغییر می کند. دما با اندازه گیری مقدار اختلاف پتانسیل ترموالکتریک محاسبه می شود. مواد متداول ترموکوپل عبارتند از آلیاژهای مس-مس-نیکل، آهن-مس-آلیاژهای نیکل، کروم-آلومینیوم و کروم{10}آلومینیوم{11}}.
محدوده اندازه گیری سنسورهای دما عموماً محدوده اندازه گیری گسترده ای دارند که از دمای پایین تا بالا را پوشش می دهند. به عنوان مثال، محدوده اندازهگیری یک ترمیستور معمولاً ۵۰- درجه تا +150 درجه است، در حالی که محدوده اندازهگیری سنسور دمای نیمهرسانا میتواند به -۲۰۰ درجه تا +2000 درجه برسد.
ترموکوپلها محدوده اندازهگیری نسبتاً باریکی دارند که معمولاً برای اندازهگیری دما در محیطهای{0} با دمای بالا مناسب هستند. به عنوان مثال، ترموکوپلهای مس-مس-نیکل دارای محدوده اندازهگیری از -200 درجه تا +400 درجه هستند، در حالی که ترموکوپلهای آهن-مس نیکل دارای محدوده اندازهگیری از -40 درجه تا +1000 درجه هستند.
دقت: سنسورهای دما دارای دقت بالایی هستند که به 0.1 درجه یا بالاتر می رسد. سنسورهای دمای نیمه هادی می توانند به دقت 0.1 درجه دست یابند، در حالی که ترمیستورها می توانند به دقت 0.01 درجه دست یابند.
ترموکوپلها دقت نسبتاً پایینتری دارند، معمولاً حدود 1 درجه، اما در محیطهای{1}در دمای بالا، دستگاه اندازهگیری دما نسبتاً قابل اعتمادی باقی میمانند.
زمان پاسخگویی: سنسورهای دما زمان پاسخگویی سریع دارند و به سطح میلی ثانیه می رسند. به عنوان مثال، سنسورهای دمای نیمه هادی می توانند زمان پاسخگویی کمتر از 10 میلی ثانیه داشته باشند، در حالی که ترمیستورها معمولاً زمان پاسخ دهی ده ها میلی ثانیه دارند.
ترموکوپل ها زمان پاسخ آهسته تری دارند، معمولاً در حدود ثانیه. به عنوان مثال، ترموکوپلهای مسی-مس-نیکل زمان پاسخگویی 1 تا 2 ثانیه دارند.
سناریوهای کاربردی
سنسورهای دما به طور گسترده در صنایع مختلف مانند الکترونیک، پزشکی، خودروسازی، شیمیایی و متالورژی استفاده می شوند. کاربردهای رایج شامل کنترل دما، نظارت بر دمای محیط و اندازه گیری دمای مواد است.
ترموکوپلها عمدتاً برای اندازهگیری دما در محیطهایی با دمای بالا، مانند فولاد، فلزات غیرآهنی، پتروشیمی و شیشه استفاده میشوند. کاربردهای متداول عبارتند از: اندازه گیری دمای کوره، اندازه گیری دمای راکتور با دمای بالا، و عملیات حرارتی.