Sensorer ya Halijoto ni nini : Aina & Matumizi Yake

Katika maisha yetu ya kila siku, sote tunatumia aina tofauti za vitambuzi. Kutokana na hilo, kihisi joto ni aina mojawapo ya kihisi ambacho hutumiwa mara kwa mara katika aina tofauti kama vile microwave, hita za maji, jokofu, vipima joto, n.k. Kwa ujumla, aina hizi za vitambuzi hutumika katika utumizi mbalimbali kupima kiasi cha baridi au joto la kifaa na kuibadilisha kuwa kitengo kinachoweza kusomeka.Je! unajua jinsi joto la majengo, mabwawa, visima, udongo hupimwa:? Kweli, hii inaweza kufanywa kupitia aina maalum ya sensor ya joto ili kuhesabu usomaji wa joto kupitia ishara za umeme. Nakala hii inajadili muhtasari wa sensorer za joto na kufanya kazi kwao na aina na programu. Kihisi Halijoto ni nini? Kihisi ambacho hutumika kupima au kudumisha halijoto isiyobadilika katika kifaa chochote hujulikana kama kihisi joto. Sensor ya aina hii ina jukumu muhimu katika matumizi tofauti. Kipimo cha kimwili kama vile halijoto ndicho kinachojulikana zaidi katika matumizi yanayotegemea viwanda. Sensor ya joto hutoa kipimo cha joto ndani ya fomu wazi kwa kutumia ishara ya umeme.Sensor ya HalijotoAina hizi za vitambuzi zinapatikana katika aina mbalimbali, ambazo hutumika kwa mbinu mbalimbali za kudhibiti halijoto. Sensor ya joto inayofanya kazi inategemea voltage kwenye vituo vya diode. Kwa hivyo, mabadiliko ya joto yanafanana moja kwa moja na upinzani wa diode. Kipimo cha ukinzani kwenye viingilio vya diode kinaweza kufanywa na kubadilisha vitengo vya halijoto vinavyoweza kusomeka kama vile Selsiasi, Fahrenheit, Sentigredi na kuonyeshwa kwa namna ya vitengo vya nambari juu ya usomaji. Katika nyanja ya ufuatiliaji wa teknolojia ya kijiografia, vitambuzi vya halijoto hutumika kukokotoa halijoto ya ndani ya miundo tofauti kama vile majengo, mabwawa, madaraja, mitambo ya kuzalisha umeme, n.k.Mzunguko wa Sensor ya JotoMchoro wa mzunguko wa swichi ya relay kwa kutumia kihisi joto umeonyeshwa hapa chini. Mara tu mzunguko unapopata joto basi relay itasababisha mzigo. Voltage yoyote inaweza kutumika kwa relay hii kama vile 110V AC au 220V AC au kifaa cha DC ili tuweze kukidhibiti mara kwa mara kulingana na halijoto inayopendekezwa. Mzunguko huu ni rahisi na nafuu kujenga. Kwa Kompyuta za elektroniki, ni mzunguko kamili.Mzunguko wa Kitambua Halijoto chenye Swichi ya RelayVipengele vinavyohitajika ili kutengeneza saketi ya kihisi joto hiki ni usambazaji wa 9V wa DC DC, 10KΩ kirekebisha joto, transistor BC547B, 6V relay, diode 1N4007 & 20KΩ kinzani tofauti. Uendeshaji wa mzunguko huu unaweza kufanywa na betri ya 9V, adapta, au transformer. Saketi hii inajumuisha transistors 2- BC547B kama jozi ya Darlington. Hivyo unyeti wa mzunguko, pamoja na faida, inaweza kuongezeka kwa njia ya transistors hizi. Aina mbalimbali za joto zinazohitajika zinaweza kurekebishwa kwa kutumia kipingamizi badiliko ambacho ungependa kuwezesha upeanaji relay wako. Katika mzunguko huu, thermistor ina jukumu muhimu kwa sababu hutambua joto. Kufanya kazi kwa mzunguko huu ni rahisi sana. Mara tu thermistor inapopata joto basi upinzani wake utapunguzwa na inaruhusu mtiririko wa sasa kuamsha transistors. Mara tu transistors zote mbili zinapochochewa basi huruhusu voltage kuelekea relay kuamsha. Kwa hivyo sasa, mzigo ambao umeunganishwa kwenye relay hii utaamilishwa. Saketi hii ni muhimu sana kama kuendesha feni kwa halijoto inayopendekezwa. Huwasha kengele wakati wa dharura ambapo hutaki kupata joto kupita kiasi.Aina za Kihisi HalijotoKihisi halijoto kimeainishwa katika aina mbili kama vile anwani na zisizo za mawasiliano ambapo vitambuzi vya aina ya mwasiliani hutumiwa hasa katika maeneo hatari. Zaidi ya hayo, aina hizi za vitambuzi zimeainishwa katika aina tofauti ambazo zitajadiliwa hapa chini. Kihisi cha Halijoto cha Aina ya Mawasiliano Kitambuzi cha halijoto cha aina ya mawasiliano hutumiwa kutambua kiasi cha halijoto ndani ya shabaha kupitia kugusana nacho moja kwa moja. Sensorer hizi zinaweza kutumika kugundua yabisi, vimiminiko, vinginevyo gesi katika viwango vya joto pana. Vihisi joto vya aina ya mwasiliani vinapatikana katika aina tofauti kama vile RTD, thermocouple, thermistor, thermistor, n.k.Kati ya hizo, thermocouples kawaida huwa na gharama ya chini kwa sababu ya nyenzo rahisi & modeli hutumiwa. Aina nyingine ya sensor ni thermistor ambapo upinzani utapungua wakati joto linaongezeka. Kihisi joto kinachojulikana zaidi na kinachotumiwa mara kwa mara ni thermocouple kutokana na unyeti wake, usahihi, anuwai ya joto, unyenyekevu na kuegemea. Kwa ujumla, aina hii ya kihisi hujumuisha sehemu mbili tofauti za chuma kama vile shaba & constantan ambazo zimeunganishwa kupitia mchakato wa kulehemu.ThermocoupleUundo wa sensor hii unaweza kufanywa na metali mbili tofauti ambazo zimeunganishwa kupitia waya mbili kwa pointi mbili. Voltage kati ya waya hizi hurudia mabadiliko ndani ya joto. Ingawa, ikilinganishwa na RTD, usahihi utakuwa mdogo kidogo. Kiwango cha halijoto cha kitambuzi hiki ni kati ya -200 °C hadi -1750 °C lakini hizi ni ghali.Pindi makutano ya chuma mawili yanapopozwa au kupashwa moto, basi voltage inaweza kuundwa ambayo inaweza kuunganishwa nyuma kuelekea halijoto. Kwa hivyo hii inaitwa athari ya thermoelectric. Kwa ujumla, hizi si za gharama kubwa wakati nyenzo na muundo wao ni rahisi. Matokeo ya thermocouple hutegemea zaidi aina yake ambapo thermocouple ya kawaida imeainishwa katika aina tofauti kama K, J, T, N & E ambazo huitwa thermocouples za msingi za chuma. Thermocouples za aina ya S, B & R huitwa thermocouples za Noble Metal na aina za C & D zinaitwa thermocouples aina ya Refractory Metal. Aina ya joto ya thermocouples hutofautiana kulingana na aina zake kama zifuatazo. Kiwango cha joto cha aina ya 'J' ni safu za thermocouple. kutoka 0° – 750°C Kiwango cha joto cha aina ya 'K' ni kati ya -200° – 1250°C Kiwango cha joto cha aina ya 'E' ni kati ya -200° - 900°C Kiwango cha joto cha aina ya 'T' ya safu za joto. kutoka -250° – 350°C Kiwango cha halijoto cha aina ya 'N' ni kati ya 0° – 1250°CthermistorsVipimo vya joto pia hujulikana kama vipinga vinavyoweza kuhisi joto hutengenezwa kwa nyenzo za kauri kama vile oksidi fulani za chuma ambazo hupakwa kioo. Kanuni ya kazi ya thermistor ni, mara tu joto linapoongezeka basi upinzani wake utaongezeka.Sensor ya ThermistorKulingana na kanuni hiyo, imeainishwa katika aina mbili kama vile mgawo wa Halijoto Chanya (PTC) na mgawo wa Halijoto Hasi (NTC). Katika mgawo mzuri wa joto, wakati joto la nyenzo linaongezeka, basi upinzani utaongezeka ambapo katika NTC, joto hupungua basi upinzani utapungua. Kidhibiti cha halijoto kitaongezeka wakati halijoto inapoongezeka. Aina hii ya kihisi joto huonyesha mabadiliko yanayotabirika, sahihi na makubwa ndani ya mabadiliko ya aina mbalimbali za halijoto. Mabadiliko makubwa sio chochote lakini halijoto itaonyeshwa haraka kwa usahihi. Thermistors ni sahihi zaidi ikilinganishwa na thermocouples. Vihisi hivi vimeundwa kwa polima au keramik.Virekebisha joto vya aina hii ni pamoja na sehemu ya metali mbili ambayo imeundwa kwa kutumia metali mbili zinazofanana kama vile nikeli, alumini, shaba au tungsten. Metali hizi zinaweza kuunganishwa kwa pamoja ili kufanya ukanda wa Bi-metali. Kanuni kuu ya kazi ya thermostat inategemea kutofautiana ndani ya mgawo wa upanuzi wa mstari wa metali. Kwa hiyo, inawasukuma kuzalisha harakati za mitambo kwa sababu ya ongezeko la joto.ThermostatUkanda wa bimetallic hutumika kama swichi ya umeme ndani ya vidhibiti vya halijoto. Matumizi makubwa ya hii ni kudhibiti vipengele vya kupokanzwa vya maji ya moto ndani ya boilers, mizinga ya kuhifadhi maji ya moto, tanuu; mifumo ya kupozea radiator kwenye magari, n.k.RTD au Kitambua Joto Kinachostahimili Uundaji wa kitambua joto kinachostahimili uwezo wa kustahimili halijoto inaweza kufanywa kwa kutumia metali sahihi zinazopitisha kama vile platinamu iliyozingirwa kwenye koili. Upinzani wa umeme wa RTD hubadilika wakati joto linabadilika. RTD pia huitwa kipimajoto cha upinzani na huhesabu halijoto kupitia upinzani wa kipengele cha RTD kwa kutumia halijoto.RTDRTD au Vitambua Halijoto ya Kustahimili Upinzani ni karatasi ya chuma ya vidhibiti vya joto na hizi ndizo aina halisi na za gharama ya juu zaidi za vitambuzi vya halijoto. RTD zina PTC (coefficients chanya cha joto) hata hivyo ni tofauti na kidhibiti joto. Matokeo ya hii ni ya mstari sana na huzalisha vipimo sahihi vya halijoto. Aina za kawaida za vigunduzi vya halijoto sugu vimeundwa kutoka kwa platinamu inayojulikana kama PRT au Kipima joto cha Platinum Resistance. Kihisi cha aina kinachopatikana mara nyingi zaidi ni Pt100, ambayo inajumuisha thamani ya kawaida ya upinzani kama 100Ω kwa 0oC.Semiconductor kulingana na ICSAina hizi za saketi zilizounganishwa kulingana na kihisi joto zinapatikana katika aina mbili tofauti kama vile halijoto ya ndani na aina ya dijiti ya mbali. Aina ya IC ya halijoto ya eneo hutumika kukokotoa halijoto yao kupitia sifa za kimwili za transistor. Aina ya dijiti ya mbali hutumika kukokotoa halijoto ya nje ya transistor.Vihisi joto vya ndani hutumia matokeo ya analogi vinginevyo dijiti. Matokeo ya analogi ni ya sasa au ya volteji ilhali matokeo ya kidijitali yanaweza kuangaliwa katika miundo tofauti kama vile SMBus, I²C, SPI na 1-Wire. Vihisi hivi hutambua halijoto kwenye PCB. Kihisi kidogo cha halijoto kama MAX31875 kinaweza kutumika katika programu tofauti zinazotumia betri.Ufanyaji kazi wa vitambuzi vya halijoto ya Mbali ni sawa na vihisi joto vya ndani vinavyotumia sifa halisi za transistor. Tofauti kuu ni kwamba transistor imewekwa mbali na IC ya sensor. Baadhi ya FPGS na vichakataji vidogo vinajumuisha kibadilishaji chenye hisia-mbili ili kukokotoa halijoto ya kufa ya IC.VipimajotoKifaa kama vile kipimajoto hutumika kukokotoa halijoto ya, vimiminika, vitu vikali vinginevyo gesi. Kama jina linavyopendekeza, ni muunganisho wa maneno mawili kama thermos na mita ambapo thermo si chochote ila joto.Kipimajoto kinajumuisha umajimaji kama vile zebaki vinginevyo pombe ndani ya silinda ya kioo. Wingi wa kipimajoto ni sawia kulingana na halijoto. Mara tu joto linapoongezeka, basi wingi wa thermometer pia huongeza.Kipima jotoKiowevu cha kipimajoto kinapochomwa basi huongezeka kwenye bomba nyembamba. Kipimajoto hiki kinajumuisha mizani iliyosawazishwa inayobainisha halijoto. Kipimajoto kinajumuisha nambari zilizowekwa alama kando ya mirija ya glasi ambayo hubainisha halijoto mara tu laini ya zebaki inapofikia hatua hiyo. Halijoto hii inaweza kuhifadhiwa ndani ya mizani hii kama vile Kelvin, Selsiasi, au Fahrenheit. Kwa hivyo, ni busara kila wakati kutambua ni kipimo kipi kimerekebishwa.Wasiliana na Sensor ya Halijoto ya ChiniSisiosiliana au vitambuzi vya halijoto vya aina isiyo na mguso haviwasiliani na lengwa. Kwa hivyo, wanahesabu joto kwa kutumia mionzi ya chanzo cha joto. Aina ya kawaida ya kitambuzi kisicho na mawasiliano ni kihisi cha IR (infrared) na kazi kuu ya hii ni kutambua nishati ya kitu kwa mbali na kutoa ishara kwa saketi inayotambua halijoto ya kitu kupitia mpango kamili wa urekebishaji. Aina hizi za mita hazigusani na lengo moja kwa moja, na huhesabu kiasi cha ubaridi au joto katika mionzi yote iliyotolewa kupitia chanzo cha joto. Sensorer za joto za aina zisizo za mawasiliano hutumiwa katika aina mbalimbali. Katika janga la Co-vid 19, hutumiwa kupima halijoto ya watu. Baadhi ya Vihisi Halijoto Zaidi vinajadiliwa hapa chini. LM35 Sensor ya JotoLM35 IC ni aina moja ya kihisi joto ambacho hutoa mawimbi ya analogi kama mawimbi ya kutoa. Matokeo ya IC hii hubadilika kulingana na halijoto inayoizunguka. Aina hii ya IC ni ndogo sana kwa saizi na bei nafuu pia. Kazi kuu ya IC hii ni kukokotoa halijoto popote kati ya -55°C -150°C. Muunganisho wa IC hii unaweza kufanywa kwa kutumia kidhibiti kidogo chochote kilicho na chaguo za kukokotoa za ADC. IC hii inaweza kuwashwa kwa kutoa volti iliyodhibitiwa ya +5V kwenye pini ya i/p na pini ya GND inaweza kuunganishwa kwenye GND ya saketi.Kihisi joto cha Infrared Temperature SensorIR hutambua mawimbi ya sumakuumeme ambayo huanzia nm 700 - 14,000 nm. Mara tu wigo wa IR unapoongezeka hadi 1,000,000 nm, basi sensorer hizi hazihesabu zaidi ya 14,000 nm. Kufanya kazi kwa vitambuzi vya IR kunaweza kufanywa kwa kulenga nishati ya IR inayotokana na kitu kwenye vifaa vya kuona picha.Picha hizi hubadilisha nishati kuwa ishara ya umeme ambayo inalinganishwa na nishati ya infrared inayozalishwa kupitia kitu. Kwa sababu nishati ya IR inayotokana na kitu chochote inaweza kuwa sawia na halijoto yake. Ishara ya umeme hutoa usomaji sahihi wa joto wa kitu. Ishara za IR hutolewa kwa kitambuzi cha IR kupitia dirisha la plastiki. Kwa ujumla, plastiki hairuhusu masafa ya IR kutiririka kote ndani; sensorer hutumia fomu ya uwazi kwa masafa maalum. Nyenzo hii ya plastiki huchuja masafa yasiyo ya lazima ili kulinda vifaa vya elektroniki vilivyo ndani ya kitambuzi cha IR dhidi ya uchafu, vumbi, nk.Sensor ya Joto la Maji Aina hii ya sensor huruhusu kitengo cha udhibiti kutambua injini kutokana na kuongezeka kwa joto au ongezeko lisilo la kawaida la joto. Uunganisho wa sensor hii unaweza kufanywa katika magari karibu na thermostat kulingana na wazalishaji.Katika baadhi ya magari, kuna aina mbili za sensorer za joto; kihisi kimoja hutumika kusambaza data kutoka kwa mfumo wa injini ya gari kuelekea kitengo cha kudhibiti na kingine hutumika kutoka kwa kitengo cha udhibiti hadi kwenye paneli dhibiti. Halijoto ya injini ya gari inapobadilika, uwezo wa kutoa matokeo ya kutofautiana kwa kifaa pia unaweza kubadilishwa na hii inaweza kukokotwa kupitia kitengo cha udhibiti cha injini.Sensor ya Joto la baridiKihisi cha halijoto ya kupozea au ECTS (sensa ya joto ya kupozea injini) au kihisi cha ECT. hutumika hasa kupima halijoto ya kipozea ndani ya mfumo wa kupoeza ambao hutoa ishara ya joto kiasi gani injini kwenye gari inatoa. Sensor ya halijoto ya kupozea hufanya kazi kupitia ECU ya gari kwa kufuatilia kila mara ili kuthibitisha kuwa injini ya gari inafanya kazi katika halijoto ifaayo au la.Ili kupata usomaji sahihi wa halijoto ya gari, ECU husambaza volti iliyodhibitiwa kuelekea CTS. Upinzani wa sensor ya joto ya baridi hubadilika katika joto; kwa hivyo hivi ndivyo ECU inavyofuatilia mabadiliko ya halijoto. ECU hutumia usomaji huu ili kukokotoa halijoto ya kupozea na kutoka hapo hudhibiti mchanganyiko wa mafuta, sindano ya mafuta, muda wa kuwasha na vidhibiti pindi kipeperushi cha kupoeza kwa umeme IMEWASHWA/KUZIMWA. Data hii pia inaweza kutumika kusambaza usomaji sahihi wa halijoto ya injini kwenye paneli dhibiti.Sensor ya Joto la Mwili wa MwanadamuJoto la mwili wa binadamu kama MAX30205 hutumika kukokotoa halijoto ya mwili wa binadamu. Kihisi hiki ni sahihi hadi 0.1°C juu ya safu ya kipimo cha 37°C hadi 39°C na azimio la biti 16. Kihisi hiki cha halijoto ya mwili wa binadamu kina kengele ya halijoto kupita kiasi kwa ajili ya kuwasha swichi ya feni kupitia mfumo wa hali ya juu wa mfumo wa uendeshaji. Kitambuzi hiki hubadilisha vipimo vya halijoto hadi umbo la dijitali kupitia ADC na sigma-delta. Sensor ya halijoto ya MAX30205 ina laini tatu zilizochaguliwa za anwani kwa kutumia anwani 32 zinazoweza kupatikana. Voltage ya usambazaji ya kitambuzi hiki ni kati ya 2.7V - 3.3V na usambazaji wa sasa ni 600µA & kiolesura kinacholingana na I2C kilicholindwa kwa kufunga ili kutumia katika programu mbalimbali. IC hii inaweza kutumika katika kifurushi cha TDFN chenye pini 8 & hufanya kazi kwa viwango vya joto kutoka 0 NC-hadi-+50NC. FaidaFaida za vitambuzi vya halijoto ni pamoja na zifuatazo. Aina ya halijoto ni pana sana ambayo ni kati ya -200oC - +2500oCThe mzunguko wa daraja hauhitajiki Muda wa kujibu ni wa haraka sanaHujibu kwa haraka mara moja mabadiliko ya halijotoHizi ni rahisi kubuniHizi ni rahisi kubuniGharama ya awali ni kidogoNguvuThermocouple hupima halijoto katika kati ya -200oC hadi +2500oCRTD hupima halijoto kati ya -200oC hadi +850oCTthermistor hupima halijoto katika anuwai ya -100oC hadi +260oCVitambuzi vya IC hupima halijoto kati ya -45oC - 150oCthermocouple haitumii nguvu zozote za ziada na ni rahisi sana kubuni na nguvu, gharama nafuu, nk.RTD zina usahihi wa juu, thabiti zaidi, laini zaidi ikilinganishwa na operesheni ya thermocoupleThermistor ni ya haraka sana na hutoa pato la juu zaidi. Vihisi vya IC si ghali, pato la juu zaidi na vina mstari zaidi ikilinganishwa na t nyingine. ypes.HasaraHasara za sensor ya joto ni pamoja na zifuatazo.Vikwazo vya thermocouples ni; angalau utulivu, nonlinearity, chini voltage, required rejeleo, unyeti, nk.Vikwazo vya RTD ni; ghali, upinzani kabisa ni loess, required sasa chanzo si nguvu ikilinganishwa na thermocouple. Vikwazo vya thermistor ni; required sasa chanzo, binafsi inapokanzwa, tete, mashirika yasiyo ya linearity, msaada ni mdogo, nk.Vikwazo vya IC sensor ni; uendeshaji ni wa polepole, ugavi wa umeme unaohitajika, inapokanzwa binafsi, usanidi ni mdogo, halijoto ni upto150oC, n.k.MatumiziMatumizi ya sensorer za joto ni pamoja na yafuatayo.Hizi hutumiwa katika motors za umeme, sahani za uso, vifaa vya nyumbani, kompyuta, vifaa katika viwanda. , radiators za kuongeza joto, utengenezaji wa chakula, kipumuaji cha pombe, n.k.Baadhi ya matumizi zaidi ya vitambuzi vya halijoto ni pamoja na usafiri, nishati na huduma, HVAC, vibadilisha joto, urekebishaji na zana, mchakato wa viwandani, uchimbaji, mifumo ya joto, nishati, maabara, n.k.Hizi. vitambuzi hutumika kudhibiti halijoto ya injini na kudhibiti uendeshaji wa injini. Halijoto ya uchimbaji inaweza kudhibitiwa na mendeshaji wa kuchimba visima ndani ya utumizi wa jotoardhi. Sensorer hizi ni matumizi ya kuokoa nyaya za umeme kutokana na kuungua kutokana na joto kupita kiasi. inaweza kuangaliwa na mtumiaji ili hita ya maji iweze kudhibitiwa ili kuhifadhi nishati. Opereta anaweza kuendelea rol joto la kuzaa na mafuta ya injiniJoto la chumba linaweza kudhibitiwa kupitia sensor hii kwa kutumia mfumo wa baridi.Hivyo, hii yote ni kuhusu muhtasari wa sensor ya joto na kazi yake. Vihisi joto hutumika zaidi katika vifaa vya matibabu, vifaa vya kupikia, magari, kompyuta na aina zingine za mashine.

Acha ujumbe 

Orodha ujumbe