SENZORI TEMPERATUREDAVID TROTER

SENZOR

Senzor je ureaj koji meri fizike veliine i konvertuje ih u signal itljiv posmatrau i/ili instrumentu. Na primer, ivin termometar konvertuje izmerenu temperaturu u irenje ivine tenosti, koja se moe oitati na cevi sa podacima.

Senzori imaju iroku primenu u svakodnevnom ivotu: kod ekrana osetljivih na dodir, kod vrata i elevatora u javnim objektima, kod osvetljenja i alarma i mnogih drugih ureaja: automobila, aviona, medicinskih ureaja, robota, industrijskih maina i drugde.

Indikator senzora pokazuje promene izlaznih veliina u odnosu na merene veliine. Senzori koji mere precizne veliine zahtevaju veu osetljivost.

Tehnoloki napredak omoguio je izradu senzora sa detaljima mikrometarskih dimenzija. Oni koriste MEMS tehnologiju i nazivaju se mikrosenzori.

NTC TERMISTORIStandarni otpornik na bazi metal oksida poseduje NTC karakteristiku.Kada se zahteva visoka tanost ili irok merni opseg, karakteristike NTC termistora se ne smeju koristiti iz specifikacije, zbog prevelike tolerancije koja moe biti ak 20%. Zbog toga je neophodna individualna kalibracija. Detaljnu kalibraciju ne vri proizvoa, jer bi ona znaajno podigla cenu termistora. Kalibracija se vri na nekoliko taaka, a kvalitet kalibracije zavisi od preciznosti referentnog termometra. Kalibracija je zasnovana na nekoliko modela kojim se temperaturni odziv termistora moe aproksimirati.

Pri kalibraciji termistora mora se voditi rauna o samozagrevanju koje nastaje usled proticanja struje kroz termistor.Ako je r termalna otpornost termistora prema okruenju, V napon napajanja, R otpornost termistora na mernoj temperaturi, N duty-cycle (N = 0.1 oznaava da je termistor napajan svega 10% ukupnog vremena posmatranja), tada samozagrevanje termistora iznosi:

U zavisnosti od korienog modela zavisi i preciznost opisivanja veze temperature i otpornosti termometra. Po pravilu, komplikovaniji model doprinosi veoj tanosti.Svi modeli su zasnovani na eksperimetnu, i u optem obliku polazi se od toga da logaritam otpornosti termistora je polinomska funkcija reciprone vrednosti absolutne temperature:

Termistori se na osnovu procesa proizvodnje mogu podeliti u tri grupe: termistori koji se proizvode od zrna odreenog materijala zatopljena u staklo ili u metal, drugi tip predstavljaju ip termistori, koji na povrini imaju iane kontakte za povezivanje u elektino kolo, trei tip termistora se realizuje nanoenjem poluprovodnikog materijala na odgovarajui substrat kao to je staklo, aluminijum, ili drugi.Najbri odziv poseduju termistori sa zrnastom strukturom.Dugotrajna stabilnost termistora moe biti relativno loa i ak 1 %.

FLUORESCENTNI SENZORI TEMPERATUREFluorescentni senzori temperature zasnivaju rad na osobine pojedinih jedinjenja sa fosforom da proizvedu svetlosni signal nakon pobuivanja drugim svetlosnim izvorom. Fosforno jedinjene u obliku farbe se nanosi na objekat ija, gde se temperatura meri. Zatim se povrina izloi kratkotrajnom impulsu UV svetla, nakon ega se posmatra intenzitet emitovane fluorescentne svetlosi. Oblik dobijenog signala zavisi od temperature tela. Ako je dobijena crvena fluorescentna svetlost, oblik signala ima potpuno eksponencijalni karakter. Kao pobudni signal upotrebljava se ksenonska lampa. Temperatura se odreuje na osnovu brzine opadanja fluorescentnog signala, odnosno merenjem vremenske konstante.

U OPSEGU TEMPERATURA OBJEKTA OD 200 C DO 400 C VREMENSKA KONSTANTA SE PROMENI OKO 5 PUTA.

MERENJA VREMENA SPADA U NAJEDNOSTAVNIJE, A MOE SE IZVRITI VEOMA PRECIZNO POMOU PROSTOG ELEKTRINOG KOLA, I TEMPERATURA SE MOE MERITI SA VEOMA VELIKOM REZOLUCIJOM I MAKSIMALNOM GREKOM OD 2 C BEZ PREDHODNE KALIBRACIJE UREAJA. KALIBRACIJOM, GREKA SE MOE ZNAAJNO SMANJITI.

MERENJE VREMENSKE KONSTANTE JE NEZAVISNO OD INTENZITETA POBUDNE SVETLOSTI, TO OMOGUAVA BEZKONTAKTNO MERENJE, UZ ZAMARLJIV POREMEAJ TEMPERATURE OBJEKTA.TAKOE, MERENJE MOE BITI DUGOTRAJNO, JER VARIJACIJE TEMPERATURE I RELATIVNE VLANOSTI NE UTIU NA RAD SENZORA.

STAKLENI TERMOMETRIStakleni termometri pre svega sa ivom, predstavlju najzastupljenije senzore za vizuelno oitavanje termperature.iva se koristi jer ne stvara tanak sloj na staklenoj cevi pri kretanju.Koriste se u opsegu od 35 C do 450 C. iva prelazi u vrsto stanjena 38 C .Termometri sa ivom izlaze iz upotrebe, jer je iva otrovna.Sve se vie koriste stakleni termometri sa drugim tenostima, koji poseduju veliki koeficijent linearnog irenja, lako se uoavaju, ali nisu toksini.Stakleni termometri imaju dobru osetljivost i veliku linearnost.Najvea mana ovih termometra je to su lomljivi i ne daju elektrini signal.U zavisnosti od fluida koriste se za opsege od 170 C do 530 C, pri emu svaki fluid pokriva samo deo navedenog opsega.

GASNI TERMOMETRIKoriste se kada je potrebno preneti signal na daljinu, bez upotrebe elektrinog signala, sve do mesta oitavanja. Sastoji se od metalnog suda i metalne cevi sa malim koeficijentom termikog irenja. Na kraju cevi se nalazi senzor pritiska, najee Bourdon-ova cev (membrana ili meh se mogu upotrebiti). Skala Bourdon-ove cevi je kalibrisana tako da predstavlja temperaturu, a mogue je dobiti elektrini signal pomou potenciometra ili DIT-a.Odsupanje ureaja je u granicama od 0.5 %, a signal se moe preneti na rastojanje do 100 m.Sud je deliminonapunjen sa tenou.Pritisak na tenost stvaragas, paru (metil-hlorid),ili drugu, reu tenostkoja se ne mea sadonjom. Pritisak sepomou donje tenostiprenosi do Bourdonovecevi.

BIMETALNI TERMOMETRIBimetalni termometri su neprecizni, robusni ureaji, sa sporim odzivom i poseduju histerzis.Odlikuje ih nia cena, zbog ega se esto koriste u ON-OFF aplikacijama.Kada je potrebno lokalno analogno oitavanje, bez slanja na daljinu, mogu se upotrebiti.Princip rada je zasnovan na uvijanju dve spojene ploice od razliitih materijala, koje se javlja usled razliitog koeficijenta termikog irenja. Kada je potrebno analogno oitavanje obino se realizuju u helikoidnoj formi.Koriste sa za opseg temperatura 180 C do 430 C.

**********