Датчики температуры и влажности. Что это такое и для чего нужны?

Многие системы используют в своем составе различные датчики температуры и влажности. Применение данных датчиков необходимо во всех случаях, когда нужно управлять параметрами системы в соответствии с данными температуры или влажности. Важно, чтобы тип и характеристики датчиков соответствовали требованиям. Основой действия температурных датчиков и датчиков влажности является преобразование параметра температуры или влажности в электрический сигнал.

Это позволяет применять такие датчики для электрических измерений. Величины измерений могут преобразовываться друг в друга и обратно. Цифровой датчик обладает повышенной точностью замера, скоростью и чувствительностью. Поэтому цифровые датчики получили в данный момент огромное распространение в электронной измерительной технике, которая применяется не только в промышленной разработке, но и в любительских разработках типа умный дом.

Основные виды датчиков температуры

Термосопротивления (Термисторы) — основаны на изменении электрического сопротивления материалов под воздействием температуры. Термисторы делятся на два основных типа – PTC (с положительным коэффициентом) и NTC (с отрицательным коэффициентом температурного сопротивления). Наиболее распространены температурные датчики NTC . Термисторы РТС применяются исключительно в узких диапазонах температур (всего несколько градусов), поэтому, их использование чаще ограничивается системами контроля и сигнализации.

Термопары — использует эффект возникновения термо-ЭДС в зависимости от разности температур «холодного» и «горячего» спаев. Термопары является идеальным решением для измерения температуры в максимально широком диапазоне (до +2300°С). Термопары обладают высокой точностью и воиспроизводимостью. Но обычно термопары имеют очень низкий уровень сигнала, поэтому нуждаются в дополнительных усилителях сигналов. Бесконтактные датчики температуры — в этом датчике имеется специальная тонкая пленка, поглощающая инфракрасные излучения, тем самым нагревающаяся. Такие бесконтактные термосенсоры используются в тепловизорах.Используются с удаленными/труднодоступными объектами в широком диапазоне t °C, в опасных для человека условиях

Параметры выбора датчика температуры

• Тип выходного сигнала цифровой или аналоговый
• Диапазон рабочей температуры.
• Возможность погружения датчика в объект измерения или среду. Если это невозможно, то лучше выбрать пирометр или термометр.
• Условия проведения замеров. Если нужно измерять в агрессивной среде, то надо выбирать датчик в коррозионностойком корпусе, или бесконтактного типа. Также следует определить наличие давления, влажности и т.д.
• Время работы датчика до калибровки или замены. Многие датчики не могут долго и стабильно работать (термисторы).
• Величина сигнала выхода. Существуют датчики температуры, выдающие сигнал по току, или в градусах.
• Технические данные: погрешность, разрешение, напряжение, время обработки. Для полупроводников важен тип корпуса.

Основные виды датчиков влажности

— Емкостные — использует эффект изменения емкости в зависимости от влажности окружающей среды. Такие датчики, представляющие собой конденсаторы с воздухом как диэлектриком.- Резистивные — данные датчики основаны на изменении сопротивления в зависимости от влажности. По сути это обычные резисторы с переменным сопротивлением.Резистивные датчики измеряют величину протекающего тока и стоят недорого.- Оптические — самый точный тип устройств, основанный на таком физическом понятии как «точка росы». Основной принцип действия основан на измерении силы света при помощи фоторезистора. В качестве источника света используется светодиод.

Параметры выбора датчика влажности

— Тип выходного сигнала цифровой или аналоговый- Какую величину влажности понадобится измерять – относительную или абсолютную.- Где будет измеряться влажность – в воздухе, в почве, в образце материала.- Имеет ли значение гистерезис, с какой точностью необходимы измерения и в каком диапазоне они будут проводиться.