Датчик температуры– техническое устройство, предназначенное для измерения и преобразования температуры среды, в которую помещен его воспринимающий элемент (орган), в другую физическую величину (как правило, в электрический сигнал), более удобную для воздействия и передачи на последующие элементы автоматической системы или для измерений.
Биметаллические датчики, в основу работы которых положено свойство металлов изменять свои линейные размеры при изменении температуры. Чувствительный элемент такого датчика выполнен из пластины 1 или спиральной ленты, состоящей из двух слоев разнородных металлов, отличающихся друг от друга температурный коэффициентами линейного расширения (ТКЛР). При нагреве составляющие биметаллической пластины или спирали удлиняются неодинаково, и поэтому происходит изгиб пластины или спирали в сторону металла с меньшим температурным коэффициентом линейного расширения. При определенной температуре контакты 2 цепи перемыкаются. Для возможности регулирования уставки срабатывания. Диапазон рабочих температур биметаллических датчиков от -60 °С до +350 °С. Недостатки – медленное и неполное замыкание и размыкание контактов, которое приводит к их подгоранию.
Биметаллические термодатчики предназначены для сигнализации и регулирования температуры воздуха, а также для контроля жидких и газообразных сред (воды, воздуха и т.д.). Датчики-реле являются не показывающими приборами, а могут иметь только шкалу для задания температуры срабатывания контактов.
Преимуществом такого датчика температуры является простота конструкции и дешевизна. К недостаткам следует отнести сравнительно узкий диапазон измерения и относительно большую погрешность, обусловленную термомеханическим гистерезисом (1 °С … 5 °С).
Как правило, такие датчики широко применяются в бытовой технике в качестве однопозиционных реле-регуляторов температуры (бытовые холодильники, стиральные машины и т.д.).
Внешний вид датчика с регулируемой уставкой приведен на рисунке ниже.
А вот так выглядят термостаты, которые часто используют в бытовой технике:
Манометрические датчики, это датчики, в которых изменение объема (давления) жидкости или газа, находящихся в замкнутом пространстве, под влиянием изменения температуры преобразуется в перемещение специальных мембран, сильфонов или манометрических трубок, связанных с электрическими контактами. Класс точности таких датчиков 1,6 – 4,0.
Принцип действия измерителей температуры, называемых манометрическими термометрами, основан на использовании однозначной зависимости между температурой и давлением термометрического вещества, находящегося в герметично замкнутой манометрической термосистеме. Манометрическая термосистема состоит из термобаллона, соединительной трубки (дистанционного капилляра) и упругого чувствительного элемента, которые совместно образуют герметический объем, занятый наполнителем ‒ термометрическим (рабочим) веществом. В зависимости от рода рабочего вещества и его агрегатного (фазового) состояния манометрические термометры подразделяют на три класса: газовые (Г), жидкостные (Ж) и конденсационные или парожидкостные (К). Манометрические термометры выпускают в различных вариантах исполнения: в виде показывающих, самопишущих приборов без или со встроенными устройствами сигнализации или регулирования температуры.
Они применяются для дистанционного (до 60 метров) измерения температур в пределах от -160 °С до +600 °С. Их достоинства – простота конструкции, возможность дистанционного измерения; недостатки – значительная инерционность, невысокая точность измерения.