O controle de temperatura é onipresente nos processos de manufatura, permitindo que você selecione o modo apropriado de operação ou rastreie as alterações na condição do material. O regime de temperatura é igualmente importante ao ligar o forno na cozinha e nos altos-fornos ao fundir o aço, e um desvio do funcionamento normal pode causar acidentes e ferimentos. Para evitar consequências desagradáveis e garantir a possibilidade de regular o grau de aquecimento, é utilizado um sensor de temperatura.
Termoelétrica
O sensor termoelétrico é baseado no princípio do termopar (ver. Figura 1) - todos os metais têm uma certa valência (o número de elétrons livres nas órbitas atômicas externas que não estão envolvidos em ligações rígidas). Quando expostos a fatores externos que transmitem energia adicional aos elétrons livres, eles podem deixar o átomo, criando o movimento de partículas carregadas. No caso da combinação de dois metais com potencial diferente para liberação de elétrons e posterior aquecimento da junção, surgirá uma diferença de potencial, que é chamada de efeito Seebeck.
Semicondutor
Eles são feitos com base em cristais com uma dada característica corrente-voltagem. Esses sensores de temperatura operam no modo de comutação de semicondutor, semelhante ao transistor bipolar clássico, onde o grau de aquecimento é comparável ao fornecimento de potencial à base. Conforme a temperatura aumenta, o sensor semicondutor começará a fornecer um valor de corrente mais alto. Via de regra, o próprio semicondutor não é usado para medir o aquecimento, mas é conectado por meio de um circuito amplificador (ver. Figura 2).
Eles diferem em uma ampla gama de medidas e na capacidade de ajustar o sensor de acordo com os parâmetros operacionais do equipamento. Eles são do tipo de alta precisão, pouco dependentes da duração da operação. Eles têm pequenas dimensões, devido às quais são facilmente instalados em circuitos, elementos de rádio, etc.
Pirométrico
Eles funcionam às custas de sensores especiais - pirômetros, que permitem capturar as menores flutuações de temperatura da superfície de trabalho de qualquer objeto. Diretamente, o próprio elemento sensor é uma matriz que responde a uma certa frequência da faixa de temperatura. Esse princípio é a base para medições com termômetro sem contato, que se difundiram durante a luta contra o coronavírus. Além disso, seu uso é usado ativamente para o controle de imagens térmicas de elementos estruturais, equipamentos, edifícios e estruturas.
Termorresistivo
Esses sensores de temperatura são feitos com base em termistores - dispositivos com uma certa dependência da resistência do grau de aquecimento do material de base. Conforme a temperatura sobe, a condutividade do resistor também muda, então você pode monitorar o estado do objeto desejado.
A principal desvantagem de um sensor termorresistivo é a pequena faixa de temperatura medida, mas capaz de fornecer uma boa etapa de medição e alta precisão em décimos e centésimos de graus Celsius. Por causa disso, eles são frequentemente incluídos no circuito usando um amplificador que expande os limites operacionais.
Acústico
Os sensores acústicos de temperatura operam com o princípio de determinar a velocidade de transmissão do som em função da temperatura do material ou superfície. O próprio sensor compara a velocidade do som gerado pela fonte, que será diferente dependendo do grau de aquecimento (consulte. Figura 4). Este tipo é sem contato e permite que você faça medições em locais de difícil acesso ou em objetos de alto risco.
Piezoelétrico
O funcionamento do sensor é baseado no efeito de propagação das vibrações de um cristal de quartzo quando passa uma corrente elétrica. Mas, dependendo da temperatura ambiente, a frequência de oscilação do cristal também mudará. O princípio de fixação das mudanças de temperatura consiste em medir a frequência de vibração e então compará-la com a calibração estabelecida das classificações para diferentes temperaturas.