Traductoare de Temperatură

Conducerea unui proces presupune informații cât mai corecte si cât mai complete asupra parametrilor marimilor fizice care caracterizează acel proces.

În cazul unui proces neautomatizat, condus manual de un operator, mărimile fizice care nu sunt accesibile simțurilor umane sunt măsurate, după cum s-a văzut, cu aparate de măsurat. Pe baza indicațiilor lor, operatorul uman supraveghează procesul și ia decizii corespunzătoare.

În cazul unui proces automatizat, conducerea sistemului se face fără intervenția omului, pe baza informațiilor culese din proces cu ajutorul traductoarelor. Privite din acest punct de vedere, traductoarele pot fi definite ca dispozitive care stabilesc o corespondență între mărimea fizică de măsurat și o mărime electrică cu un domeniu de variație calibrat, aptă de a fi recepționată și prelucrată de echipamentele de conducere a procesului (regulatoare, calculatoare de proces etc.). Traductoarele sunt elemente tipice înglobate în sistemele de automatizare.

Ele pot aparea și în alte domenii - cercetare, analize de laborator - fiind incluse în lanțuri de măsurare complexe, care sunt conduse automat.

Traductoarele pot fi definite deci ca dispozitive care realizează conversia unor mărimi fizice (temperatură, deplasare, presiune, forță etc.) în alte mărimi fizice, cel mai adesea electrice, sau a unor mărimi electrice în alte mărimi electrice, în scopul măsurării parametrilor acelor marimi și informării, respectiv luării unor decizii în consecință.

Traductorul pentru măsurarea temperaturii poate folosi ca detector o gamă largă de dispozitive ca: termometre cu mercur, bimetal, termocupluri, termorezistenţe, pirometre, termistoare, dispozitive semiconductoare cu joncţiuni etc.

Dintre acestea am ales pentru a fi prezentat senzorul de tip termistor şi cel pe bază de dispozitive semiconductoare.

Termistorul

Termistoarele sunt semiconductoare a căror rezistenţă electrică variază cu temperatura. Ele sunt de două tipuri: termistoare cu coeficient de temperatură negativ,

(NTC) şi termistoare cu coeficient de temperatură pozitiv (PTC). Cel mai utilizat este termistorul NTC, având proprietatea că rezistenţa sa electrică scade exponenţial atunci când temperatura creşte şi invers. Fabricarea lor se bazează pe amestecul unor pulberi de oxizi cu lianţi, uscate şi apoi sinterizate la temperaturi ridicate.

Cele mai comune materiale includ oxid de fier, cobalt, nichel, cupru, zinc şi titan. Prin varierea tipurilor de oxizi, proporţiile acestora, atmosfera şi temperatura de sinterizare se pot obţine termistoare cu diferite valori de rezistenţă şi coeficienţi de temperatură.

Constructiv, termistoarele pot fi realizate în diferite forme (fig.1): disc, perlă, de tip papuc închis pentru măsurări de contact pe suprafaţă, capsule metalice cu şurub de montat pe suprafeţe, montate în capsule standard de diode. Cele mai precise, stabile şi care permit şi măsurarea unor temperaturi ridicate sunt cele încapsulate ermetic în sticlă.