Le contrôle de la température est omniprésent dans les processus de fabrication, vous permettant de sélectionner le mode de fonctionnement approprié ou de suivre les changements dans l'état des matériaux. Le régime de température est tout aussi important lors de la mise en marche du four dans la cuisine et dans les hauts fourneaux lors de la fusion de l'acier, et tout écart par rapport au fonctionnement normal peut entraîner des accidents et des blessures. Pour éviter des conséquences désagréables et pour garantir la possibilité de réguler le degré de chauffage, un capteur de température est utilisé.
Thermoélectrique
Le capteur thermoélectrique est basé sur le principe du thermocouple (voir. Figure 1) - tous les métaux ont une certaine valence (le nombre d'électrons libres dans les orbites atomiques externes qui ne sont pas impliqués dans les liaisons rigides). Lorsqu'ils sont exposés à des facteurs externes conférant une énergie supplémentaire aux électrons libres, ils peuvent quitter l'atome, créant le mouvement de particules chargées. Dans le cas de la combinaison de deux métaux avec un potentiel différent pour la libération d'électrons et le chauffage ultérieur de la jonction, une différence de potentiel se produira, appelée effet Seebeck.
Semi-conducteur
Ils sont constitués de cristaux avec une caractéristique courant-tension donnée. De tels capteurs de température fonctionnent en mode de commutation à semi-conducteur, similaire au transistor bipolaire classique, où le degré de chauffage est comparable à l'alimentation en potentiel de la base. À mesure que la température augmente, le capteur à semi-conducteur commence à fournir une valeur de courant plus élevée. En règle générale, le semi-conducteur lui-même n'est pas utilisé pour mesurer le chauffage, mais est connecté via un circuit amplificateur (voir. Figure 2).
Ils diffèrent par une large gamme de mesures et la capacité d'ajuster le capteur en fonction des paramètres de fonctionnement de l'équipement. Ils sont de type haute précision, peu dépendants de la durée de fonctionnement. Ils ont de petites dimensions, grâce auxquelles ils sont facilement installés dans des circuits, des éléments radio, etc.
Pyrométrique
Ils fonctionnent au détriment de capteurs spéciaux - pyromètres, qui permettent de capturer les moindres fluctuations de température de la surface de travail de tout objet. L'élément sensible lui-même est une matrice qui répond à une certaine fréquence de la plage de température. Ce principe est à la base des mesures avec un thermomètre sans contact, qui s'est généralisé lors de la lutte contre le coronavirus. De plus, leur utilisation est activement utilisée pour le contrôle par imagerie thermique des éléments structurels, des équipements, des bâtiments et des structures.
Thermorésistif
De tels capteurs de température sont basés sur des thermistances - des dispositifs avec une certaine dépendance de la résistance au degré de chauffage du matériau de base. À mesure que la température augmente, la conductivité de la résistance change également, vous pouvez donc surveiller l'état de l'objet souhaité.
Le principal inconvénient d'un capteur thermorésistif est la petite plage de température mesurée, mais il capable de fournir un bon pas de mesure et une grande précision en dixièmes et centièmes de degrés Celsius. Pour cette raison, ils sont souvent inclus dans le circuit à l'aide d'un amplificateur qui étend les limites de fonctionnement.
Acoustique
Les capteurs de température acoustiques fonctionnent sur le principe de la détermination de la vitesse de transmission du son en fonction de la température du matériau ou de la surface. Le capteur lui-même compare la vitesse du son généré par la source, qui variera en fonction du degré de chauffage (voir. Figure 4). Ce type est sans contact et vous permet d'effectuer des mesures dans des endroits difficiles d'accès ou sur des objets à haut risque.
Piézoélectrique
Le fonctionnement du capteur est basé sur l'effet de propagation des vibrations d'un cristal de quartz lors du passage d'un courant électrique. Mais, en fonction de la température ambiante, la fréquence d'oscillation du cristal changera également. Le principe de la fixation des variations de température consiste à mesurer la fréquence de vibration puis à la comparer avec l'étalonnage établi des valeurs nominales pour différentes températures.