Alapelv A hőmérséklet-érzékelő egy olyan elektromos eszköz, amely egy hőmérséklet-{0}}érzékeny elemen alapul. A hőmérséklet-változásokat olyan paraméterek változásának mérésével érzékeli, mint az elem ellenállása, feszültsége, áramerőssége vagy frekvenciája. A gyakori hőmérséklet-érzékelők közé tartoznak a termisztorok, a félvezető hőmérséklet-érzékelők, a hőelemek és az infravörös hőmérséklet-érzékelők.
A hőelem a termoelektromos hatáson alapuló hőmérsékletmérő eszköz. Két különböző fémből készült huzalból áll. Az érintkezési ponton termoelektromos potenciálkülönbség keletkezik. A hőmérséklet változásával a termoelektromos potenciálkülönbség ennek megfelelően változik. A hőmérséklet kiszámítása a termoelektromos potenciálkülönbség nagyságának mérésével történik. A hőelemek leggyakoribb anyagai a réz-réz-nikkelötvözetek, a vas-réz-nikkelötvözetek, a króm-alumínium és a króm-alumínium-vas.
Mérési tartomány A hőmérséklet-érzékelők általában széles mérési tartománnyal rendelkeznek, az alacsonytól a magas hőmérsékletig. Például egy termisztor mérési tartománya jellemzően -50 fok és +150 fok között van, míg a félvezető hőmérséklet-érzékelő mérési tartománya -200 és +2000 fok között lehet.
A hőelemek viszonylag szűk mérési tartománnyal rendelkeznek, általában magas hőmérsékletű{0}}hőmérsékletű környezetben történő hőmérsékletmérésre alkalmasak. Például a réz-réz-nikkel hőelem mérési tartománya -200 fok és +400 fok között van, míg a vas-réz-nikkel hőelem -40 és +1000 fok közötti.
Pontosság: A hőmérséklet-érzékelők nagy pontosságúak, elérik a 0,1 fokot vagy magasabbat. A félvezető hőmérséklet érzékelők 0,1 fokos, míg a termisztorok 0,01 fokos pontosságot tudnak elérni.
A hőelemek pontossága viszonylag kisebb, jellemzően 1 fok körüli, de továbbra is viszonylag megbízható hőmérsékletmérő eszköz marad a magas hőmérsékletű környezetben.
Válaszidő: A hőmérséklet-érzékelők gyors reakcióidővel rendelkeznek, elérik a milliszekundumos szintet. Például a félvezető hőmérséklet-érzékelők válaszideje kevesebb, mint 10 ms, míg a termisztorok válaszideje jellemzően több tíz ezredmásodperc.
A hőelemek válaszideje lassabb, jellemzően másodpercek nagyságrendje. Például a réz-réz-nikkel hőelemek válaszideje 1-2 másodperc.
Alkalmazási forgatókönyvek
A hőmérsékletérzékelőket széles körben használják különféle iparágakban, például az elektronikában, az orvostudományban, az autóiparban, a vegyiparban és a kohászatban. A gyakori alkalmazások közé tartozik a hőmérséklet-szabályozás, a környezeti hőmérséklet figyelése és az anyaghőmérséklet mérése.
A hőelemeket főként magas hőmérsékletű{0}}hőmérsékletű környezetekben, például az acéliparban, a színesfém-{1}}, a petrolkémiai és az üvegiparban használják hőmérsékletmérésre. A gyakori alkalmazások közé tartozik a kemence hőmérsékletének mérése, a magas-hőmérsékletű reaktorhőmérséklet mérése és a hőkezelés.