A megbízható hőmérsékletmérés elvégzéséhez első lépésként ki kell választani a megfelelő hőmérsékleti műszert, más néven hőmérséklet-érzékelőt. A tesztelés során leggyakrabban használt hőmérsékletérzékelők közé tartoznak a hőelemek, termisztorok, platina ellenálláshőmérők (RTD-k) és hőmérséklet-IC-k.
Az alábbiakban bemutatjuk a hőelemek és termisztorok jellemzőit.
Hőelemek: A hőelemek a hőmérsékletmérés során leggyakrabban használt hőmérsékletérzékelők. Fő előnyük a széles hőmérséklet-tartomány és a különféle légköri környezetekhez való alkalmazkodás. Ezenkívül robusztusak, olcsók, nem igényelnek tápellátást, és a legolcsóbb megoldás. A hőelem két különböző fémhuzalból áll (A fém és B fém), amelyek az egyik végén vannak csatlakoztatva. Amikor a hőelem egyik végét felmelegítjük, potenciálkülönbség lép fel a hőelem áramkörében. A hőmérséklet a mért potenciálkülönbség segítségével számítható ki.
A feszültség és a hőmérséklet közötti kapcsolat azonban nem{0}}lineáris. E nem-lineáris kapcsolat miatt egy második mérésre van szükség egy referenciahőmérséklethez (Tref). A feszültség-hőmérséklet konverzióját ezután belsőleg feldolgozza a vizsgálóberendezés szoftvere vagy hardvere, hogy végül megkapja a hőelem hőmérsékletét (Tx). Mind az Agilent 34970A, mind a 34980A adatgyűjtő egység beépített -mérési és feldolgozási képességekkel rendelkezik.
Röviden: a hőelemek a legegyszerűbb és legsokoldalúbb hőmérséklet-érzékelők, de nem alkalmasak nagy-precíziós mérésekre és alkalmazásokra.
A termisztorok viszont félvezető anyagokat használnak, és többnyire negatív hőmérsékleti együtthatóval rendelkeznek, vagyis az ellenállásuk csökken a hőmérséklet emelkedésével. A hőmérséklet-változások nagy ellenállásváltozásokat okoznak, így ezek a legérzékenyebb hőmérséklet-érzékelők. A termisztorok azonban rendkívül rossz linearitásúak, és nagymértékben függenek a gyártási folyamattól. A gyártók nem biztosítanak szabványos termisztorprofilokat.
A termisztorok nagyon kicsik és gyorsan reagálnak a hőmérséklet-változásokra. Azonban áramforrást igényelnek, és kis méretük miatt rendkívül érzékenyek az önfűtési hibákra.
A termisztorok két vezetéken mérik az abszolút hőmérsékletet, jó pontossággal, de drágábbak, mint a hőelemek, és a mérhető hőmérséklet-tartományuk is kisebb. Egy általánosan használt termisztor ellenállása 5kΩ 25 fokon, 1 fokos hőmérsékletváltozás 200Ω ellenállásváltozást okoz. Vegye figyelembe, hogy a 10Ω-os vezetékellenállás csak elhanyagolható, 0,05 fokos hibát okoz. Ideális olyan áramszabályozási alkalmazásokhoz, amelyek gyors és érzékeny hőmérsékletmérést igényelnek. Kis mérete előnyös a helyszűke{10}}alkalmazások számára, de meg kell előzni az önmelegítési hibákat.
A termisztoroknak is megvannak a saját mérési technikái. Kis méretük előnyt jelent; gyorsan stabilizálódnak és nem hoznak létre hőterhelést. Ez azonban kevésbé robusztussá is teszi őket, és a nagy áramok önfelmelegedést okozhatnak. Mivel a termisztor egy ellenállásos eszköz, minden áramforrás hőt termel az áram hatására. A teljesítmény egyenlő az áramerősség és az ellenállás négyzetének szorzatával. Ezért kis áramforrást kell használni. A magas hőnek való kitettség a termisztor maradandó károsodását eredményezi.
Ez a kétféle hőmérsékleti műszer bemutatása az Ön munkájához és tanulmányaihoz kíván segítséget nyújtani.