Achiziția datelor de la o rețea de senzori de temperatură

Senzori si traductoare de temperataura

1.1 Notiuni generale de masurarea temperaturii

Temperatura este marimea neelectrica cea mai des masurata. Pentru măsurarea temperaturilor este necesară definirea unei scări precise cu valori stabile şi reproductibile. In prezent se utilizează Scara internaţională practică de temperatură din 1968 (SIPT - 68), unitatea de temperatură fiind kelvinul [K] egal cu 1/273,16 din temperatura termodinamică

corespunzătoare punctului triplu al apei.

În practică se utilizează unităţi de măsură tolerate şi anume: gradul Celsius t[oC],

gradul Fahrenheit t[oF]şi gradul Rankin t[oR].

Intre unitatile de masura a temperaturii amintite mai sus se stabilesc urmatoarele

realtii de transformare :

Traductoarele de temperatură sunt utilizate nu numai pentru măsurarea electrică a mărimilor termice ci şi pentru măsurarea indirectă a altor mărimi fizice cum ar fi: viteze ale

gazelor, debite, presiuni joase (vacuum), valori efective ale unor mărimi electrice.

Principiile utilizate la realizarea traductoarelor de temperatură sunt: rezistive, termoelectrice, conducţia în semiconductori, optice sau piezoelectrice.

1.2 Traductoare termorezistive

Principiul de funcţionare al acestor traductoare de temperatură se bazează pe variaţia rezistivităţii unor materiale metalice şi semiconductoare cu variaţiile de temperatură. Avantajele acestor traductoare sunt date în principal de structura relativ simplă a circuitelor de prelucrarea a semnalului furnizat de elementul sensibil, sensibilitate

mare şi stabilă în timp.

După natura materialelor utilizate la realizarea senzorilor pentru acestea, traductoarele termorezistive pot fi:

1. Termorezistoare metalice (termorezistenţe)

Principiul de realizare al termorezistenţelor este dat de variaţia rezistenţei electrice a unui metal (platină, cupru, nichel şi mai rar wolfram sau molibden ) cu

temperatura.

Într-un material conductor numărul de electroni liberi nu se modifică semnificativ cu variaţiile de temperatură dar creşterea temperaturii determină o creştere a amplitudinii vibraţiei atomilor în jurul poziţie de echilibru ceea ce conduce în final la dispersia electronilor şi reducerea vitezei acestora. Efectul secundar este o creştere a rezistenţei electrice cu temperatura determinând coeficientul pozitiv de temperatură

2. Termorezistoare semiconductoare (termistoare)

Termistoarele sunt tot rezistenţe sensibile la temperatură dar care sunt realizate din materiale semiconductoare şi în funcţie de sensul de variaţie al rezistenţei electrice cu creşterea de temperatură pot fi cu coeficient negativ de temperatură NTC (Negative Temperature Coefficient), la care rezistenţa scade, sau cu coeficient pozitiv de temperatură PTC (Positive Temperature Coefficient), la care rezistenţa creşte cu creşterea de temperatură.

1.3 Traductoare semiconductoare de temperatură

Acest tip de senzori se bazeaza pe una din urmatoarele principii :

a) principiul utilizării joncţiunii p-n la realizarea traductoarelor de temperatură:

- o joncţiune p-n dintr-o diodă sau tranzistor bipolar prezintă o puternică

dependenţă de temperatură. Alimentarea joncţiunii prin intermediul unui generator de curent constant determină o cădere de tensiune pe aceasta proporţional dependenţă de

temperatura la care se găseşte joncţiunea.