48
dipl.ing.elek. Deja dipl.ing.elek. Deja n Nikolić n Nikolić Tehnička škola Zaječar Tehnička škola Zaječar 1

PRETVARA ČI TEMPERATURE

  • Upload
    rachel

  • View
    58

  • Download
    4

Embed Size (px)

DESCRIPTION

PRETVARA ČI TEMPERATURE. UVOD. Uređaj koji fizičku veličinu pretvara u oblik pogodan za merenje se naziva SENZOR ili PRETVARA Č Senzori treba da zadovolje sledeće zahteve: Linearnost Osetljivost Brzina odziva Dugovečnost Neosetljivost na spoljašnje uticaje Male dimenzije Niska cena. - PowerPoint PPT Presentation

Citation preview

Page 1: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 11

Page 2: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 22

PRETVARAPRETVARAČIČITEMPERATURETEMPERATURE

Page 3: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 33

Uređaj koji fizičku veličinu pretvara u oblik pogodan za Uređaj koji fizičku veličinu pretvara u oblik pogodan za merenje se naziva merenje se naziva SENZORSENZOR ili ili PRETVARAPRETVARAČČ

Senzori treba da zadovolje sledeće zahteve:Senzori treba da zadovolje sledeće zahteve:• LinearnostLinearnost• OsetljivostOsetljivost• Brzina odzivaBrzina odziva• DugovečnostDugovečnost• Neosetljivost na spoljašnje uticajeNeosetljivost na spoljašnje uticaje• Male dimenzijeMale dimenzije• Niska cenaNiska cena

UVODUVOD

Page 4: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 44

Tehnika razvoja senzora se odvija u tri pravca:Tehnika razvoja senzora se odvija u tri pravca:

1.1. Smanjenje dimenzija i veći stepen integracijeSmanjenje dimenzija i veći stepen integracije

1.1. Realizacija višestrukog delovanja Realizacija višestrukog delovanja (temperatura, vlažnost, pritisak)(temperatura, vlažnost, pritisak)

1.1. Proširenje funkcionalnih mogućnosti (pametni Proširenje funkcionalnih mogućnosti (pametni senzorisenzori))

UVODUVOD

Page 5: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 55

MERENJE TEMPERATUREMERENJE TEMPERATURE

Oko 50% svih merenja u industriji čine merenja Oko 50% svih merenja u industriji čine merenja temperature i protokatemperature i protoka

u nekim granama industrije kao sto su elektrane, u nekim granama industrije kao sto su elektrane, toplane, hemijska postrojenja i sl. ova merenja čine i toplane, hemijska postrojenja i sl. ova merenja čine i do 80% svih merenjado 80% svih merenja

Temperatura je fizička veličina koja predstavlja Temperatura je fizička veličina koja predstavlja stepen zagrejanosti tela i povezana je sa stepen zagrejanosti tela i povezana je sa termodinamičkim stanjem tela i njegovom termodinamičkim stanjem tela i njegovom unutrašnjom energijomunutrašnjom energijom

Pri uzajamnom delovanju dva tela sa različitim Pri uzajamnom delovanju dva tela sa različitim temperaturama dolazi do prelaska toplote sa tela sa temperaturama dolazi do prelaska toplote sa tela sa višom temperaturom na telo sa nižomvišom temperaturom na telo sa nižom

Page 6: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 66

Promena toplotnog stanja tela praćena je Promena toplotnog stanja tela praćena je propratnim efektima kao sto su promena propratnim efektima kao sto su promena zapremine tela, pojava termoelektriciteta, zračenjezapremine tela, pojava termoelektriciteta, zračenje

Temperaturu tela moguće je izmeriti samo Temperaturu tela moguće je izmeriti samo posrednoposredno preko takvih veličina koje se još nazivaju preko takvih veličina koje se još nazivaju termometarskimtermometarskim i koje su u funkcionalnoj vezi sa i koje su u funkcionalnoj vezi sa temperaturom a podložne su direktnom merenjutemperaturom a podložne su direktnom merenju

Oblast merenja temperature se naziva Oblast merenja temperature se naziva TermometrijaTermometrija i neprekidno se razvija oko 5 i neprekidno se razvija oko 5 vekovavekova

Page 7: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 77

Smatra se da je prvi termometar konstruisao Galilej u XVI veku i Smatra se da je prvi termometar konstruisao Galilej u XVI veku i sastojao se od stalene posude sa cevčicom u kojoj je bio alkohol. sastojao se od stalene posude sa cevčicom u kojoj je bio alkohol. Takav termometar je služio samo za indikaciju promene temperature Takav termometar je služio samo za indikaciju promene temperature pošto nije imao skalupošto nije imao skalu

1711. Farenhajt (Holandija) je umesto alkohola upotrebio živu i 1711. Farenhajt (Holandija) je umesto alkohola upotrebio živu i definisao skalu. Za najnižu temperaturu je uzeo smesu leda i soli i definisao skalu. Za najnižu temperaturu je uzeo smesu leda i soli i označio je sa 32 stepena a za najvišu tačku je uzeo temperaturu označio je sa 32 stepena a za najvišu tačku je uzeo temperaturu ključanja vode i označio je sa 212 stepeniključanja vode i označio je sa 212 stepeni

1790. Reomir (Francuska) je konstruisao sličan termometar sa 1790. Reomir (Francuska) je konstruisao sličan termometar sa alkoholom sa istim krajnjim tačkama ali je taj opseg podelio na 80 alkoholom sa istim krajnjim tačkama ali je taj opseg podelio na 80 podeokapodeoka

1742. Celzijus (Švedska) je isti opseg sa istim fiksnim tačkama 1742. Celzijus (Švedska) je isti opseg sa istim fiksnim tačkama podelio na 100 podeoka i donju tačku označio sa 100° a gornju sa 0°podelio na 100 podeoka i donju tačku označio sa 100° a gornju sa 0°

1845. ove vrednosti su obrnute i tako je nastala skala kakvu danas 1845. ove vrednosti su obrnute i tako je nastala skala kakvu danas poznajemo a od 1948. ona se zvanično zove Celzijusova skalapoznajemo a od 1948. ona se zvanično zove Celzijusova skala

MERENJE TEMPERATUREMERENJE TEMPERATURE

Page 8: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 88

U okviru različitih senzora za merenje temperture U okviru različitih senzora za merenje temperture razlikujemo dve grupe senzora i torazlikujemo dve grupe senzora i to::

1) NEELEKTRIČNI SENZORI1) NEELEKTRIČNI SENZORI kod kojih se promena kod kojih se promena temperture manifestuje promenom fizičkih dimenzija temperture manifestuje promenom fizičkih dimenzija senzorasenzora

- Tečni (ekspanzioni) termometri- Tečni (ekspanzioni) termometri(-120 (-120 °C°Cdo+320 do+320 °C°C))

- Manometarski termometri - Manometarski termometri (-160 do +600 (-160 do +600 °C°C ) )

- Dilatacioni termometri - Dilatacioni termometri (0 (0 °C°C do +400 do +400 °C°C ) )

- Bimetalni termometri - Bimetalni termometri ( -30 ( -30 °C°C do +300 do +300 °C°C ) )

PODELA TEMPERATURNIH SENZORAPODELA TEMPERATURNIH SENZORA

Page 9: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 99

2)2) ELEKTRIČNE SENZOREELEKTRIČNE SENZORE kod kojih se sa kod kojih se sa promenopromeno temperature menja neki električni temperature menja neki električni parametar senzoraparametar senzora

- Termoelektričmi termometri- Termoelektričmi termometri (-200(-200°C°C

do +1600do +1600°C°C))

- Otporni termometri - Otporni termometri (-268(-268°C do +1064°C°C do +1064°C))

- Poluprovodni termometri- Poluprovodni termometri

Page 10: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 1010

Ekspanzioni termometriEkspanzioni termometri svoj rad baziraju na svoj rad baziraju na pojavi da se telo širi sa porastom temperature a pojavi da se telo širi sa porastom temperature a skuplja sa padom temperature. Na ovom skuplja sa padom temperature. Na ovom principu radi i živin termometar koji najčešće principu radi i živin termometar koji najčešće srećemosrećemo sa opsegom (- sa opsegom (-38.8°C÷357°C38.8°C÷357°C) (tačka ) (tačka mržnjenja i tačka ključanja žive), mržnjenja i tačka ključanja žive), kerozin(0kerozin(0°C÷°C÷8080°C°C) )

alkohol(-80alkohol(-80°C÷°C÷8080°C°C) )

Pored Pored navedenihnavedenih, mo, mogugu da se koristi gas (azot) da se koristi gas (azot) i lako isparljive tečnosti metal-hlorid, acetone, i lako isparljive tečnosti metal-hlorid, acetone, freonfreon

Page 11: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 1111

Manometarski pretvarači Manometarski pretvarači zasnivaju rad na zavisnosti pritiska tela (pri stalnoj zapremini) od temperature. Sastoji se od termičkog balona, osetljivog manometra i spoljnog kapilara preseka nekoliko milimetra.Najčešće se primenjuje gasni termometar čiji je zatvoren sistem ispunjen inertnim gasom.

Page 12: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 1212

Dilatacioni termometriDilatacioni termometri svoj rad zasnivaju svoj rad zasnivaju na principu povećanja dimenzije čvrstih tela na principu povećanja dimenzije čvrstih tela sa porastom temperature gde je zavisnost u sa porastom temperature gde je zavisnost u određenom opsegu linearna. Prave se ododređenom opsegu linearna. Prave se od::• bakra (opseg 0bakra (opseg 0 °C°C ÷÷ 150150 °C)°C)• mesinga (opseg 0mesinga (opseg 0 °C°C ÷÷ 400400 °C)°C)• legure gvožđa i nikla (opseg 0legure gvožđa i nikla (opseg 0 °C°C ÷÷ 200200

°C)°C)Koriste se za izradu termostata i imaju Koriste se za izradu termostata i imaju relativno nisku cenurelativno nisku cenu

Page 13: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 1313

Bimetalni senzori temperatureBimetalni senzori temperature se prave u se prave u obliku traka od dva sloja materijala sa obliku traka od dva sloja materijala sa različitim koeficijentom linearnog širenja gde različitim koeficijentom linearnog širenja gde se traka, prilikom porasta temperature, se traka, prilikom porasta temperature, savija u stranu materijala sa manjim savija u stranu materijala sa manjim koeficijentom linearnog širenja. Koriste se koeficijentom linearnog širenja. Koriste se takođe za izradu termostata za opsegtakođe za izradu termostata za opseg

-30-30 °C°C ÷÷ 300300 °C°C

Page 14: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 1414

TermoelementiTermoelementi su se prvo koristili za su se prvo koristili za merenje visokih temperatura (0 °Cmerenje visokih temperatura (0 °C ÷÷ 1000 1000 °C) ali je kasnije njihova upotreba °C) ali je kasnije njihova upotreba proširena i na vrlo niske temperature čak proširena i na vrlo niske temperature čak do 1Kdo 1K

Svoj rad zasnivaju na Svoj rad zasnivaju na jednomjednom od od termoelektritermoelektriččnih efekata u provodnicimanih efekata u provodnicima::

• Zibekov efekatZibekov efekat

• Tompsonov efekatTompsonov efekat

• Peltijev efekatPeltijev efekat

ELEKTRIČNI SENZORI TEMPERATUREELEKTRIČNI SENZORI TEMPERATURE

Page 15: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 1515

Za izradu termoparova se u principu mogu Za izradu termoparova se u principu mogu upotrebiti bilo koja dva čista metala ili legure ali je upotrebiti bilo koja dva čista metala ili legure ali je u praksi ograničen broj kombinacija jer se od u praksi ograničen broj kombinacija jer se od termopara zahteva:termopara zahteva:• Stabilnost i ponovljivost termoelektričnog Stabilnost i ponovljivost termoelektričnog

svojstvasvojstva• Što linearnija zavisnost termoelektričnog Što linearnija zavisnost termoelektričnog

napona od temperaturenapona od temperature• Visoka osetljivostVisoka osetljivost• Mogućnost mehaničke obradeMogućnost mehaničke obrade• Pristupačna cenaPristupačna cena

Page 16: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 1616

TermoparTermopar– naponski izvor male izlazne otpornosti, reda naponski izvor male izlazne otpornosti, reda

10 10 ΩΩ– neophodno pojačavanje signalaneophodno pojačavanje signala– relativno mala osetljivostrelativno mala osetljivost– nelinearan, potrebna linearizacijanelinearan, potrebna linearizacija– problem temperature hladnog kraja, pa je problem temperature hladnog kraja, pa je

potrebna kompenzacijapotrebna kompenzacija– širok merni opseg, (–200 – +1600°C). širok merni opseg, (–200 – +1600°C).

Page 17: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 1717

ANSI klasifikacijaANSI klasifikacija

Pl – Rd Pl – Rd (0 °C(0 °C ÷÷ 1300 °C) 1300 °C) Fe – Constntan (-200 °CFe – Constntan (-200 °C ÷÷ 1000 °C) 1000 °C) Ni – Cr Ni Ni – Cr Ni (0 °C(0 °C ÷÷ 1200 °C) 1200 °C)

Page 18: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 1818

Princip radaPrincip rada

Page 19: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 1919

U nazivu termoelementa U nazivu termoelementa stoje dva metala pri čemu stoje dva metala pri čemu prvoimenovani prvoimenovani metal predstavlja pozitivni ametal predstavlja pozitivni a drugoimenovani metal negativni prikljudrugoimenovani metal negativni priključčakak

Prednosti termoparova su:Prednosti termoparova su:• Rad bez spoljašnjeg izvora energije jer je aktivan senzorRad bez spoljašnjeg izvora energije jer je aktivan senzor• Jednostavna i kompaktna konstrukcijaJednostavna i kompaktna konstrukcija• Širok temperaturni opseg (-270 °C ÷ 4000 °C)Širok temperaturni opseg (-270 °C ÷ 4000 °C)• Visoka tačnost (±0.25% ÷ 0.75% mernog opsega za standardnu Visoka tačnost (±0.25% ÷ 0.75% mernog opsega za standardnu

izradu, odnosno ±0.1%÷0.4% mernog opsega za specijalnu izradu)izradu, odnosno ±0.1%÷0.4% mernog opsega za specijalnu izradu)

Nedostatci termoparova su:Nedostatci termoparova su:• Nizak nivo izlaznog signala (do 100 mV)Nizak nivo izlaznog signala (do 100 mV)• Mala osetljivost (10 ÷ 70 mV/°C) što otežava merenje malih Mala osetljivost (10 ÷ 70 mV/°C) što otežava merenje malih

temperaturnih promenatemperaturnih promena• Nelinearna statička karakteristikaNelinearna statička karakteristika• Osetljivost na hemijsko delovanje radne okolineOsetljivost na hemijsko delovanje radne okoline

Page 20: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 2020

Page 21: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 2121

Page 22: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 2222

Page 23: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 2323

OTPORNI PRETVARAOTPORNI PRETVARAČIČI

Zasnivaju rad na promeni električne otpornosti Zasnivaju rad na promeni električne otpornosti radnog tela u zavisnosti od promene radnog tela u zavisnosti od promene temperature.temperature.

))(1()()( oooRR

Otpornost na temperaturi Otpornost na temperaturi )(R

Otpornost na temperaturi Otpornost na temperaturi o)( oR

Referentna temperatura Referentna temperatura 0°C0°CoTemperaturni koeficijenat otpornostiTemperaturni koeficijenat otpornosti

Page 24: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 2424

Otporni senzor od Otporni senzor od NiNi-žice-žice

U odnosu na platinu Nikl ima:U odnosu na platinu Nikl ima:• veći linearni temperaturni koeficijent otporaveći linearni temperaturni koeficijent otpora• veći odnos otpora na 100 °C i 0 °Cveći odnos otpora na 100 °C i 0 °C• statička karakteristika je nelinearnija i još nestabilna i statička karakteristika je nelinearnija i još nestabilna i

nereproduktivnanereproduktivna• opseg temperature je manji jer se pri višim temperaturama opseg temperature je manji jer se pri višim temperaturama

javljaju korozija i oksidacijajavljaju korozija i oksidacija• Imaju nižu cenu i koriste se u tehnici grejanja, hlađenja i Imaju nižu cenu i koriste se u tehnici grejanja, hlađenja i

klimatizacije za merenje temperature vazduhaklimatizacije za merenje temperature vazduha

ELEKTRIČNI SENZORI TEMPERATUREELEKTRIČNI SENZORI TEMPERATURE

Page 25: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 2525

Otporni senzor od Otporni senzor od CuCu-žice-žice

Bakar je jeftin metal koji se može dobiti sa visokim procentom čistoćeBakar je jeftin metal koji se može dobiti sa visokim procentom čistoće

i ima:i ima:• linearni koeficijent otpora linearni koeficijent otpora =0.0042÷0.0427 1/°C=0.0042÷0.0427 1/°C• odnos R100/R0=1.426 ÷ 1.428odnos R100/R0=1.426 ÷ 1.428• stabilnu i reproduktivnu karakteristiku koja je nešto nelinearnija u stabilnu i reproduktivnu karakteristiku koja je nešto nelinearnija u

odnosu na karakteristiku platineodnosu na karakteristiku platine• Koristi se za opseg temperature -50 °C ÷ 180 °C dok se na Koristi se za opseg temperature -50 °C ÷ 180 °C dok se na

višim javlja oksidacija i korozijavišim javlja oksidacija i korozija

Otporni senzori se najčešće prave od namotane žice a mogu se Otporni senzori se najčešće prave od namotane žice a mogu se praviti naparavanjem metala (najčešće platine) na keramičku ili praviti naparavanjem metala (najčešće platine) na keramičku ili staklenu podlogu. Ovakvi senzori imaju veliki odnos površine i staklenu podlogu. Ovakvi senzori imaju veliki odnos površine i zapremine što omogućava veoma brz odziv pri merenju površinske zapremine što omogućava veoma brz odziv pri merenju površinske temperature. Nedostatak je neravnomerno nanošenje metalnog filma temperature. Nedostatak je neravnomerno nanošenje metalnog filma na podlogu (ukoliko se javi) što uzrokuje lošiju statičku karakteristiku na podlogu (ukoliko se javi) što uzrokuje lošiju statičku karakteristiku u odnosu na žičani otporniku odnosu na žičani otpornik

ELEKTRIČNI SENZORI TEMPERATUREELEKTRIČNI SENZORI TEMPERATURE

Page 26: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 2626

Page 27: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 2727

Platinski otporni senzoriPlatinski otporni senzori– širok merni opseg, –260 do +850°C. širok merni opseg, –260 do +850°C. – pozitivan temperaturni koeficijent dobra linearnostpozitivan temperaturni koeficijent dobra linearnost

RT = R0 [ 1 + aT + bTRT = R0 [ 1 + aT + bT22 ] ] – mali temperaturni koeficijent, zato se vezuje u mostnu mali temperaturni koeficijent, zato se vezuje u mostnu

šemušemu– StandardStandard– Pt100 – otpornost 100Pt100 – otpornost 100ΩΩ na 0 na 0°°C i 138C i 138ΩΩ na 100 na 100°°C C – Pt1000 – optornost 1000Pt1000 – optornost 1000ΩΩ na 0 na 0°°C C

Pored platine mogu se koristi Cu i NiPored platine mogu se koristi Cu i Ni

Page 28: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 2828

Platinski otporni termometar-Platinski otporni termometar-Pt100Pt100

0,0,)100(1)( 320 tCttttRtR

CtnaR 0100 00

CdoC 750200

Za Pt100 važi:

Koristi se pojednostavljeni linearni model:

Pt100 se povezuje u jednu granu mosta.

Opseg primene

Osim platine mogu da se koriste i bakar (-50ºC do 200ºC) i nikl (-60ºC do 150ºC).

00 1 ttRR

Page 29: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 2929

Page 30: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 3030

Page 31: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 3131

Page 32: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 3232

Page 33: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 3333

Page 34: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 3434

Page 35: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 3535

Page 36: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 3636

Page 37: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 3737

Page 38: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 3838

Page 39: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 3939

Page 40: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 4040

Page 41: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 4141

PoluprovoPoluprovodnički temperaturni senzoridnički temperaturni senzori Otporni silicijumski senzoriOtporni silicijumski senzori

– relativno uzak merni opseg, –50 – +150°C. relativno uzak merni opseg, –50 – +150°C. Koriste se u mnogim oblastima koje ovaj Koriste se u mnogim oblastima koje ovaj pokriva ovaj opseg: prohrambena industrija, pokriva ovaj opseg: prohrambena industrija, klimatizacija, meteorologija, kućni aparati, klimatizacija, meteorologija, kućni aparati, automobili, silosiautomobili, silosi

– pozitivan temperaturni koeficijent pozitivan temperaturni koeficijent

– osetljiviji od platinskih senzora, nisu neophodni osetljiviji od platinskih senzora, nisu neophodni merni mostovimerni mostovi

– potrebna linearizacija ili digitalna obradapotrebna linearizacija ili digitalna obrada

225( ) (1 )R t R t t

Page 42: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 4242

TTeremistorieremistori Promena otpora sa temperaturom je velika,nelinearna i aproksimira se eksponencijalnom Promena otpora sa temperaturom je velika,nelinearna i aproksimira se eksponencijalnom

jednačinomjednačinomRRTT=Ae=AeB/T˙B/T˙

Kod većine termistora otpornost opada sa porastom temperature NTC Kod većine termistora otpornost opada sa porastom temperature NTC Postoje i PTCPostoje i PTC Postoje i termistori sa linearnom k-komPostoje i termistori sa linearnom k-kom

Prednosti termistora:Prednosti termistora:– Velika osetljivost na sobnoj temperaturiVelika osetljivost na sobnoj temperaturi– Male dimenzijeMale dimenzije– Velika nominalna vrednost otpora na sobnoj temperaturiVelika nominalna vrednost otpora na sobnoj temperaturi

Nedostatci termistora su:Nedostatci termistora su:– Izrazito nelinearna karakteristikaIzrazito nelinearna karakteristika– Velike varijacije parametara pa je zamena drugim termistorom problematičnaVelike varijacije parametara pa je zamena drugim termistorom problematična– Mali temperaturni opsegMali temperaturni opseg– Rade sa manjom strujom nego žičani otporni senzori temperature zbog Rade sa manjom strujom nego žičani otporni senzori temperature zbog

samozagrevanjasamozagrevanja

POLUPROVODNI SENZORI TEMPERATUREPOLUPROVODNI SENZORI TEMPERATURE

Page 43: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 4343

TermistoriTermistori Termistori su nelinearni otpornici kod kojih se Termistori su nelinearni otpornici kod kojih se

specifična električna otpornost menja sa promenom specifična električna otpornost menja sa promenom temperature.temperature.– NTC imaju negativan temperaturski koeficijenatNTC imaju negativan temperaturski koeficijenat– PTC imaju pozitivan temperaturski koeficijenatPTC imaju pozitivan temperaturski koeficijenat

Page 44: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 4444

NTC termistoriNTC termistori

Glavna prednost u odnosu na druge temperaturske Glavna prednost u odnosu na druge temperaturske pretvarače je velika osetljivost.pretvarače je velika osetljivost.

Proizvode se od smeše oksida metala (Fe,Cr,Mn,Co,Ni) Proizvode se od smeše oksida metala (Fe,Cr,Mn,Co,Ni) u prahu koji se sinteruju na temperaturama većim od u prahu koji se sinteruju na temperaturama većim od 10001000ººC čime se formiraju otpornici oblika loptice, diska C čime se formiraju otpornici oblika loptice, diska ili cilindra.ili cilindra.

Max radne temperature iznose 300Max radne temperature iznose 300ººC do 350 C do 350 ººC.C. U poslednje vreme se izrađuju i termistori sa max U poslednje vreme se izrađuju i termistori sa max

radnim temperaturama do 700radnim temperaturama do 700ººC, pa i do 1000 C, pa i do 1000 ººC. C.

Osetljivost opada sa porastom temperature.Osetljivost opada sa porastom temperature.

)/()( TBeATR A,B-const karakteristične za pojedine termistore

Page 45: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 4545

TermistoriTermistori

Page 46: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 4646

NTC termistoriNTC termistori

A typical disc thermistor

Page 47: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 4747

PTC termistoriPTC termistori PTC se koriste kao senPTC se koriste kao senzzori koji pri odreori koji pri određđenoj enoj

temperaturi daju diskretan signal.temperaturi daju diskretan signal. Retko se koriste za Retko se koriste za merenje temperature, nego kao elementi za zaštitu.merenje temperature, nego kao elementi za zaštitu.

Merni opseg je uzak, ali je osetljivost deset puta veća u Merni opseg je uzak, ali je osetljivost deset puta veća u odnosu na NTC.odnosu na NTC.

Proizvode se od barijum-titanata (BaTiO3) koji je Proizvode se od barijum-titanata (BaTiO3) koji je izolator, ali se dopiranjem smanjuje njegova otpornost. izolator, ali se dopiranjem smanjuje njegova otpornost. Dobija se sinterovanjem mlevenog materijala slično kao Dobija se sinterovanjem mlevenog materijala slično kao NTC.NTC.

)( cTTBeAR

Page 48: PRETVARA ČI TEMPERATURE

dipl.ing.elek. Dejan Nikolićdipl.ing.elek. Dejan Nikolić Tehnička škola ZaječarTehnička škola Zaječar 4848

Tranzistor kao senzor temperature. Tranzistor kao senzor temperature. Porast temperature utiče na Porast temperature utiče na promenu inverzne struje Ipromenu inverzne struje ICB0 CB0 kroz inverzno polarisani spoj kolektor-kroz inverzno polarisani spoj kolektor-baza. Tipične vrednosti ovih struja su 1 baza. Tipične vrednosti ovih struja su 1 A za silicijumske tranzistore i A za silicijumske tranzistore i 100 100 A za germanijumske tranzistore na temperaturi 20 °C. Sa A za germanijumske tranzistore na temperaturi 20 °C. Sa porastom temperature za 10 °C ova se struja udvostručava ali je i porastom temperature za 10 °C ova se struja udvostručava ali je i dalje teško meriti tako male struje.dalje teško meriti tako male struje.Veću praktičnu primenu ima promena napona baza-emitor UBE ,koja Veću praktičnu primenu ima promena napona baza-emitor UBE ,koja je generalno nelinearna, ali se u opsegu -270 °C ÷ 200 °C može je generalno nelinearna, ali se u opsegu -270 °C ÷ 200 °C može aproksimirati linearnom funkcijomaproksimirati linearnom funkcijom

Dioda kao senzor temperature Dioda kao senzor temperature je jednostavnija u odnosu na je jednostavnija u odnosu na tranzistor, manji su joj gubitci i ima brži odziv. Za praktičnu primenu se tranzistor, manji su joj gubitci i ima brži odziv. Za praktičnu primenu se koriste i direktna i inverzna polarizacija diode s tim što je, pri direktnoj koriste i direktna i inverzna polarizacija diode s tim što je, pri direktnoj polarizaciji, opseg temperatura veći. polarizaciji, opseg temperatura veći. Pored klasičnih dioda upotrebljavaju se i tzv. tranzistorske diode koje Pored klasičnih dioda upotrebljavaju se i tzv. tranzistorske diode koje nastaju spajanjem kolektora i baze tranzistoranastaju spajanjem kolektora i baze tranzistora

Tranzistori i diode se najčešće koriste za izradu temperaturnih relea Tranzistori i diode se najčešće koriste za izradu temperaturnih relea minijaturnih dimenzija tako da mogu da se ugrade direktno u minijaturnih dimenzija tako da mogu da se ugrade direktno u elektronske uređaje i čipove gde uključuju zaštitu od pregrevanja.elektronske uređaje i čipove gde uključuju zaštitu od pregrevanja.

POLUPROVODNI SENZORI TEMPERATUREPOLUPROVODNI SENZORI TEMPERATURE