سنسور دمای ترمیستور - عوامل موثر بر اندازه گیری
عمق درج
انتخاب نقاط اندازه گیری دما برای مقاومت حرارتی مهم ترین است. مکان نقطه اندازه گیری دما باید معمولی و معرف فرآیند تولید باشد، در غیر این صورت اهمیت اندازه گیری و کنترل را از دست خواهد داد. هنگامی که یک ترموکوپل در محل اندازه گیری شده قرار می گیرد، جریان گرما در جهت طول سنسور ایجاد می شود. هنگامی که دمای محیط پایین باشد، اتلاف گرما وجود خواهد داشت. ایجاد خطاهای اندازه گیری دما بین سنسور دمای ترموکوپل و جسم اندازه گیری شده به دلیل ناسازگاری دما. به طور خلاصه، خطای ناشی از هدایت حرارتی مربوط به عمق درج است. عمق درج نیز به مواد لوله محافظ مربوط می شود. لوله های محافظ فلزی به دلیل رسانایی حرارتی خوب باید عمیق تر وارد شوند، در حالی که مواد سرامیکی خواص عایق خوبی دارند و می توان آنها را کم عمق تر وارد کرد. برای اندازهگیری دمای مهندسی، عمق درج نیز به وضعیت ثابت یا جریان جسم اندازهگیری مرتبط است. به عنوان مثال، اندازه گیری دمای مایعات جاری یا جریان هوا با سرعت بالا با موارد فوق محدود نخواهد شد. عمق درج می تواند کمتر باشد و مقدار خاص باید به صورت تجربی تعیین شود.
زمان پاسخگویی
اصل اساسی اندازه گیری دمای تماس این است که عنصر اندازه گیری دما باید با جسم اندازه گیری شده به تعادل حرارتی برسد. بنابراین لازم است مدت زمان مشخصی در طول اندازه گیری دما حفظ شود تا تعادل حرارتی بین این دو حاصل شود. مدت زمان نگهداری مربوط به زمان پاسخ حرارتی عنصر اندازه گیری دما است. زمان پاسخ حرارتی عمدتاً به ساختار و شرایط اندازه گیری سنسور بستگی دارد و تفاوت های قابل توجهی دارد. برای رسانه های گاز، به ویژه گازهای ساکن، تعادل باید حداقل به مدت 30 دقیقه حفظ شود. برای مایعات، سریعترین زمان باید حداقل 5 دقیقه باشد. برای مکان اندازه گیری شده با دمای دائما در حال تغییر، به ویژه در هنگام تغییرات آنی، اگر کل فرآیند تنها 1 ثانیه طول بکشد، زمان پاسخ سنسور لازم است در محدوده میلی ثانیه باشد. بنابراین سنسورهای معمولی دمایی نه تنها از نرخ تغییر دمای جسم اندازه گیری شده عقب می مانند، بلکه به دلیل عدم توانایی در دستیابی به تعادل حرارتی، خطاهای اندازه گیری نیز ایجاد می کنند. بهتر است سنسورهایی با پاسخ سریع انتخاب کنید. برای ترموکوپل ها علاوه بر تاثیر لوله محافظ، قطر انتهای اندازه گیری ترموکوپل نیز عامل اصلی است، یعنی هر چه سیم ترموکوپل نازک تر باشد، قطر انتهای اندازه گیری کمتر و کوتاه تر باشد. زمان پاسخ حرارتی
افزایش امپدانس حرارتی
سنسور دمای مقاومت حرارتی که در دماهای بالا استفاده می شود، اگر محیط اندازه گیری شده در حالت گازی باشد، گرد و غبار و سایر ذرات رسوب شده روی سطح لوله محافظ را می سوزاند و ذوب می کند و امپدانس حرارتی لوله محافظ را افزایش می دهد. اگر محیط اندازه گیری شده مذاب باشد، در حین استفاده رسوب سرباره ایجاد می شود که نه تنها زمان پاسخ ترموکوپل را افزایش می دهد، بلکه دمای مشخص شده را نیز کاهش می دهد. بنابراین علاوه بر بازرسی های منظم، نمونه برداری منظم نیز برای کاهش خطا ضروری است. به عنوان مثال، کوره های ذوب مس وارداتی نه تنها مجهز به سنسورهای دمای ترموکوپل اندازه گیری مداوم دما هستند، بلکه مجهز به دستگاه های اندازه گیری دمای ترموکوپل قابل مصرف برای کالیبراسیون به موقع دقت ترموکوپل های اندازه گیری دما مداوم هستند.
تابش حرارتی
یک سنسور دمای مقاومت حرارتی را برای اندازه گیری دما در کوره قرار دهید، که توسط تابش حرارتی ساطع شده از اجسام با دمای بالا گرم می شود. با فرض شفاف بودن گاز داخل کوره و زمانی که اختلاف دما بین ترموکوپل و دیواره کوره زیاد باشد، خطاهای اندازه گیری دما به دلیل تبادل انرژی رخ می دهد. به طور کلی برای کاهش خطاهای تابش حرارتی باید رسانش گرما را افزایش داد و دمای دیواره کوره را تا حد امکان به دمای ترموکوپل نزدیک کرد. علاوه بر این، محل نصب ترموکوپل ها باید تا حد امکان از تشعشعات حرارتی ساطع شده از جامدات جلوگیری کند، به طوری که نتواند به سطح ترموکوپل تابش کند. ترموکوپل ها به بهترین وجه مجهز به آستین های محافظ تابش حرارتی هستند.
موارد فوق چهار عاملی هستند که بر اندازه گیری سنسورهای دمای ترموکوپل تأثیر می گذارند. هنگام استفاده از آنها باید توجه داشته باشیم و بهترین اثر اندازه گیری را با توجه به وضعیت واقعی تضمین کنیم.