Temperatursensilo

Temperatursensilo aŭ  temperatursentilo  estas mezurilo, per kiu oni mezuras temperaturojn.

Difinoj kaj komprenaĵoj 

La temperaturo T ( Θ) kun kiel unuo la Kelvino K estas tiel, kiel la longo kaj la maso unu el
la bazgrandoj de materio. La Kelvino estas la termodinamika temperaturo egale al 1/273.16 parto de
termodinamika temperaturo de la triobla punkto de akvo. Praktike estas uzata la temperaturo TC en gradoj 
Celsiuso [°C]. Kelkfoje la temperaturo notita TF estas donata en Farenhejto; la rilato inter la du temperaturaj estas:

TC = 5/9 (TF - 32)

Ĉefe ekzistas du grupoj de iloj por la mezurado de temperaturo:
kontaktiloj kaj nekontaktiloj.

En la grupo de kontaktiloj troviĝis:

Termoparo 

Se du konduktantoj a kaj b estas ligitaj unuflanke kaj ekzistas temperaturdiferenco ΔT inter la unua fino
(la varma velda junto) kaj la dua malvarma fino, malfermcirkvita tensio ΔV estiĝas inter la malfermaj finoj
de konduktantoj, ĉi tiu estas la termoparo.

Ĉi tiu efekto estas matematika esprimita kiel:

ΔV = αsΔT

Kie αs estas la Seebecka koeficiento en V/K (aŭ multe uzata pV/K).
La Seebecka efiko estas la sumo de la Peltiera efiko kaj la Thomsona efiko, la lasta estas tamen
tre malpli granda ol la unua:

E = C1(T1 - T2) (Peltiera efiko) + C2(T12 - T22) (Thomsona efiko)

Subestaranta tabelo donas diversajn absolutajn Seebeckajn koeficientojn.

Rezista Temperatura Detektilo (RTD) 

Ĝi uzas la fizikan principon de la temperatura koeficiento de elektra rezistanco de metaloj.
La rezisttemperatura mezurado estas bazita sur la rilato inter la rezistvaloro kaj la temperaturo
de mezurrezistilo:

R(T) = R0(1 + αT + βT2 + ....)

Kie T estas la temperaturo en gradoj Celsiuso [°C] aŭ K, R0 la rezistanco ĉe 0 °C,
R(T) la rezistanco ĉe T °C kaj α, β,.... la temperaturkoeficientoj dependita de materialo.

Estas distingitaj metalrezistiloj, kiuj havas relativan malgrandan pozitivan temperaturkoeficienton
α (PTK, pozitiv-temperatur-koeficienta) kaj duonkonduktantrezistoroj, inter kiuj NTK- kaj PTK-rezistoroj.
La subestaranta tabelo donas kelkajn karakterizojn de (uzata) metalrezistiloj.
En angla literaturo oni ofte uzas la terminon "Resistance Temperature Detector" aŭ mallonge RTD.

Plateno povas esti uzata trans vastgama temperaturaro ( -200 ĝis 850 °C)
La Pt100 estas temperatursensilo el plateno kies rezistanco estas 100 Ω ĉe 0 °C.
la ilo bezonas elektran fluon por produkti tension trans la sensilo kiun oni povas mezuri.

Duonkonduktantaj temperatursensiloj 

La duonkonduktanto produktas ŝanĝon de rezistanco kiu estas dependita de temperaturŝanĝo.
Sinsekve estas priskribita:
 La Si-rezistoro
 Termistoro
 Juntrezistoro
 Temperatursentivaj kurentfontoj

Duonkonduktantaj temperatursensiloj havas daŭran- kaj altan stabilecon, ili estas malkostaj kaj
havas malgrandan dimension.

Si-rezistoro
La Si-rezistoro havas pozitivan temperaturkoeficienton α = 0.7 % / °C.
Ĝi estas lineara de -65 °C ĝis 200 °C. La nominalaj rezistancvaloroj estas de 10 Ω ĝis 10 kΩ kun toleremo de 1 % ĝis 20 %.
La rezistoroj aspektas kiel 1/4 W rezistoroj. Kiel mezurelemento ili estas prefere ŝaltata en pontocirkvito (e.g. Wheatstone-ponto).

Termistoro

Por termistoroj oni uzas ne Si aŭ Ge sed materialoj kiel NiO, Mn2O3 kaj
C2O3. Estas distingita PTK-(pozitiv-temperatur-koeficienta-) kaj NTK-(negativ-temperatur-koeficienta-) termistoroj:

La PTK-termistoroj havas ofte tre fortan leviĝon de rezistanco ĉe malgranda temperaturaro. Oni havas en tiu temperaturaro tre grandan pozitivan temperaturkoeficienton kiel doninta en la figuro.
Ekstere la temperaturaro la temperaturkoeficiento estas negativa aŭ nulo.

La NTK-termistoroj kontraŭe havas tre grandan negativan temperaturkoeficienton. La relativa ŝanĝo de temperaturo po °C esta pli granda ol la Pt100 sed malgranda kiel la PTK. La rezistancregreso kiel funkcio de temperaturo estas mallineara:

R = R0eβ(1/T - 1/T0)

Kie β estas konstanto dependita de materialo (ĉirkaŭ 4000) kaj T ( kaj T0) estas
la absoluta temperaturo en K. La subestaranta figuro donas la NTK-karakterizon.

Juntduonkonduktantoj
Ĉe diodo la kurento estas:

I = Ir[ eqV/kT - 1]

Kie:
k = la konstanto de Boltzmann
q = la elektronŝarĝo
T = la temperaturo en K
Ir = la inversa saturitkurento
I = la kurento tra la diodo
V = la tensio trans la diodo

La juntpotencialo de diodoj kaj transistoroj ŝanĝas trans granda temperaturaro.
Ĉi tiu ŝanĝo de juntpotencialo (=dV/dT) estas
 por Si = -2 mV/°C
 por Ge = -2.5 mV/°C
 por Schottkydiodoj = -1.5 mV/°C

Kiel ekzemplo la subestaranta figuro donas la karakterizojn de TO-92 transistora temperatursensilo.

Temperatursentivaj kurentfontoj 
Ekzistas ankaŭ temperatursensitaj kurentfontoj. Ofte ili estas relative kompleksaj mikrocirkvitoj (el ICj)
ĉe kie kurento fluas, kiu estas lineara kun la temperaturo. La kurentofonto estas en la grandordo je μA / Kelvin.

Dumetalaj termometroj 

Ĝi uzas la fakton ke diversaj metaloj havas diversajn koeficientojn de ekspansiado.
Ligado de du metaloj donas metodon por ekzemple ŝalti elektrikan kontakton.

Likvaĵo en vitro de termometroj 

Vitra cilindro unuflanke kun rezervujo estas parte plenigita kun fluido. Kiam la temperaturo ŝanĝas la fluido ekspansias. La longo de fluido en la cilindro estas mezuro por la temperaturo.

En la grupo de malkontaktiloj troviĝis:

Radiadaj termometroj 

Ĉiu objekto kun temperaturo pli alta ol la absoluta nulpunkto (-273 °C) termoradias transruĝan energion.
Transruĝaj energimezuriloj mezuras la kvanton de radiita transruĝa energio kiel mezuron de la temperaturo.
La transruĝa energimezurilo registras, helpe de lenso, la temperaturdiferencon inter la objekto kaj la 
mezurilo. Ĉi tio okazas per mezuri la termoelektran tension, kaŭzinta per la mezurota objekto.

Referencoj 

Mezuriloj
Sensiloj
Temperaturo