تجهیزات ابزاردقیق بخش 2 (دما)

این گزارش از مجموعه آموزش های ابزار دقیق می باشد و در این گزارش به بررسی تجهیزات ابزار دقیق اندازه گیری دما خواهیم پرداخت امید که از مطالعه آن لذت ببرید. با تشکر

تعریف دما:

  میزان گرمی و سردي یک جسم را دماي آن جسم می گویند، که در واقع نشان دهنده ي میزان جنبش مولکولی و تحریک آنها می باشد.

واحدهاي دما: 

دو دماي قراردادي به عنوان نقاط مرجع وجود دارد. یکی نقطه ي جوش و دیگري نقطه انجماد آب. دو مقیاس از سایر مقیاس ها براي سنجش دما متداولتر هستند. یکی مقیاس فارنهایت  که به طور گسترده اي توسط کشورهاي انگلیسی زبان مورد استفاده قرار می گیرد و دیگري مقیاس سانتیگراد که در کشورهایی که با سیستم SI سازگار هستند کاربرد دارد.

روش هاي اندازه گیري دما: 

دماسنج هاي شیشه اي:

این نوع دماسنج همانند دماسنج هایی می باشد که در بعضی منازل وجود دارد و به شکل یک استوانه است. در انتهاي آن یک مخزن کوچک وجود دارد که با افزایش یا کاهش دما انبساط یا انقباض یافته و میزان آن در استوانه بالا یا پایین می رود. درجه بندي روي آن بر حسب واحدهاي دما بوده و میزان دما را نشان می دهد.

ترموکوپل:

 ترموکوپل از دوفلز غیر همجنس تشکیل شده است که انتهاي آنها به هم وصل است. انتهاي جوشداده شده را پیوستگی داغ یا نقطه اتصال گرم(Hot junction)  می گویند. این قسمت محلی است که درجه حرارت آن بایستی اندازه گیري شود. 

دو سر دیگر ترموکوپل را نقطه اتصال سرد(Cold junction)  می نامند. سیم هاي ترموکوپل بوسیله عایق از هم جدا شده که فقط در نقطه جوش داده و پس از عبور از مدار الکتریکی دستگاه در نقطه اتصال سردبه یکدیگر متصل می شوند. 

ترمو کوپل ها متداولترین اندازه گیرهاي الکتریکی دما در صنعت می باشند. از مزایاي آنها می توان به سادگی، ارزانی استحکام، دوام و دقت مناسب اشاره نمود. از ترموکوپل می توان در حوزه اندازه گیري نسبتاً وسیع  (1500+ تا 200 ـ  درجه سانتی گراد) و شرایط محیطی گوناگون استفاده نمود ترموکوپل ها داراي سرعت پاسخ دهی نسبتاً خوب (ثابت زمانی کوچک) می باشند اما بخاطر رعایت مواردي در محل نصب آنها، این سرعت پاسخ دهی تا حد زیادي کاهش می یابد. 

مقاومت حرارت (RTD): 

اساس کار RTD  تغییر مستقیم مقاومت فلزات با دماست، که با قرار دادن RTD درون یک مدار پل و محاسبه مقاومت RTD با توجه به مدار پل از روي جدول، دماي مقاومت مربوط را پیدا می کنند. به منظور جلوگیري از خطاهاي مربوط به مقاومت، سیم هاي رابطRTD  را به صورت 2  یا 3 سیمه استفاده می کنند. 

دما سنج هاي از نوع RTD معمولاً از جنس پلاتین، مس و نیکل ساخته می شوند. تغییرات مقاومت این فلزها با دما خطی است. پاسخ RTD به دما نسبت به ترموکوپل سریعتر می باشد

ترمیستور (Thermistor):

  ترمیستور از مواد نیمه هادي و اکسید فلزاتی چون منگنز، نیکل، کبالت، مس و یا آهن همراه با سیلیکون ساخته می شود. مقدار مقاومت اتصال P-N (دیود) با تغییر دما رابطه دارد. ترمیستورها به دو نوع تقسیم می شوند: 

1. نوع NTC: که با افزایش دما مقاومت آن کاهش می یابد.  
2. نوع PTC: که با افزایش دما مقاومت آن افزایش می یابد. 

  ترمیستور نوع NTC حساسیت %3- تا %6- دارد، که در مقایسه با RTD خیلی بالاتر است. همین باعث شده سیگنال پاسخ بهتري نسبت به ترموکوپل و RTD داشته باشد، از جهت دیگر حساسیت پایین RTD و ترموکوپل آنها را انتخاب خوبی براي دماهاي بیش از 260 درجه سانتیگراد کرده است و این محدودیتی براي ترمیستور است. 

 بی متال (Bimetal):

بی متال از دو فلز متصل به هم با دو جنس و ضریب انبساط طولی مختلف تشکیل شده است. طول دو فلز در اثر حرارت تغییر می کند که این تغییر طول براي دو فلز متفاوت می باشد.

یک دماسنج بی متال شامل دو فلز از جنس یا آلیاژ متفاوت می باشد که بصورت مارپیچ به هم تابیده شده اند و انتهاي مشترك آنها به یک عقربه متصل می باشد. از بی متال ها جهت ساخت سوئیچ هاي دما نیز استفاده می گردد.