noticias de la compañía sobre Sensor de temperatura: Algo que necesitas saber

Un sensor de temperatura es un dispositivo que convierte las señales de temperatura en señales eléctricas medibles (como voltaje, corriente, resistencia o señales digitales), y se utiliza ampliamente en automatización industrial, electrónica de consumo, equipos médicos, electrónica automotriz, monitoreo ambiental y otros campos.

1. Clasificación

Los sensores de temperatura se pueden clasificar según los métodos de medición y los principios de funcionamiento:

1.1 Clasificación por Método de Medición

Sensores de temperatura de contacto

El sensor contacta directamente con el objeto medido y mide la temperatura a través de la conducción de calor. La ventaja es la alta precisión de medición, adecuada para la medición de temperatura de líquidos y sólidos, pero la velocidad de respuesta es relativamente lenta y puede verse afectada por el entorno. Las aplicaciones típicas incluyen termopares, RTD (termorresistencias) y termistores.

Sensor de temperatura sin contacto

Mide la temperatura detectando la radiación infrarroja emitida por un objeto, sin contacto físico. La ventaja es que tiene un tiempo de respuesta rápido y no interfiere con el objeto que se está midiendo. Sin embargo, la precisión de la medición se ve afectada por la emisividad de la superficie del objeto. Las aplicaciones típicas incluyen termómetros infrarrojos e imágenes térmicas.

1.2 Clasificación por Principio de Funcionamiento

(1) Termopar

Un termopar se basa en el efecto Seebeck, donde se genera un potencial eléctrico en la unión de dos metales diferentes debido a la diferencia de temperatura.

- Amplio rango de medición (-200°C ~ 2300°C), adecuado para entornos de temperatura extrema.

- Tiempo de respuesta rápido (nivel de milisegundos), resistente a altas temperaturas y a prueba de vibraciones.

- Sin embargo, la precisión es relativamente baja (±1°C ~ ±5°C), y se requiere compensación de unión fría.

Tipos comunes

- Termopar tipo K (níquel-cromo - níquel-silicio): El más utilizado, adecuado para -200°C a 1260°C.

- Termopar tipo J (hierro - cobre-níquel): Adecuado para entornos reductores, 0°C a 760°C.

- Termopar tipo T (cobre - cobre-níquel): Adecuado para mediciones a baja temperatura, -200°C a 350°C.

- Termopar tipo S/R (platino-rodio - platino): Utilizado para mediciones a alta temperatura (0°C a 1600°C), alta precisión pero alto costo.

(2) Termorresistencia (RTD, Detector de Temperatura de Resistencia)

El RTD mide utilizando la característica de que la resistencia de los metales (como platino, cobre y níquel) cambia con la temperatura.

Características

- Alta precisión (±0.1°C ~ ±0.5°C), buena estabilidad, adecuado para el monitoreo a largo plazo.

- Amplio rango de medición (-200°C ~ 850°C).

- Sin embargo, la respuesta es relativamente lenta (nivel de segundos), costosa y requiere una fuente de corriente constante para el accionamiento.

Tipos comunes

- PT100 (resistencia de platino, 100Ω a 0°C): Estándar industrial, buena linealidad.

- PT1000 (resistencia de platino, 1000Ω a 0°C): Mayor sensibilidad, adecuado para la transmisión a larga distancia.

- Cu50 (resistencia de cobre, 50Ω a 0°C): Menor costo, pero rango de temperatura más estrecho.

(3) Termistores

Los termistores son dispositivos semiconductores cuya resistencia cambia significativamente con la temperatura, y se clasifican como NTC (coeficiente de temperatura negativo) y PTC (coeficiente de temperatura positivo).

Termistores NTC

La resistencia disminuye a medida que aumenta la temperatura, con alta sensibilidad (±0.05°C).

- Sin embargo, tienen una fuerte no linealidad y requieren tablas de consulta o la ecuación de Steinhart-Hart para la conversión.

Aplicaciones típicas: Termómetros electrónicos, monitoreo de temperatura de baterías de litio.

Termistores PTC

La resistencia aumenta bruscamente a una temperatura específica y, a menudo, se utilizan para la protección contra sobretemperatura.

Aplicaciones típicas: Protección contra sobrecalentamiento del motor, fusible de autorrecuperación.

(4) Sensor de Temperatura Digital

El sensor de temperatura digital integra un ADC e interfaces digitales (como I2C, SPI, 1-Wire), emitiendo directamente señales digitales sin la necesidad de circuitos de acondicionamiento de señal adicionales.

Características

- Fuerte capacidad anti-interferencia, adecuado para sistemas integrados.

- No requiere calibración, fácil de usar.

(5) Sensor de Temperatura Infrarrojo (Termómetro IR)

El sensor infrarrojo mide la temperatura detectando la radiación infrarroja emitida por los objetos (con una longitud de onda de 3 a 14 µm).

Características

- Medición sin contacto, con una respuesta extremadamente rápida (en el rango de milisegundos).

- Sin embargo, la precisión de la medición se ve afectada por la emisividad de la superficie del objeto (como los metales requieren compensación).

Aplicaciones típicas

- Pistolas de medición de temperatura corporal (como MLX90614).

- Imágenes térmicas de equipos industriales (como las imágenes térmicas FLIR).

Parámetros clave de rendimiento de los sensores de temperatura

- Rango de medición: El rango de temperatura dentro del cual el sensor puede funcionar normalmente, como los termopares pueden alcanzar hasta 2300°C, mientras que los NTC generalmente se limitan a -50°C a 150°C.

- Precisión: El rango de error de medición, como el RTD puede alcanzar ±0.1°C, mientras que los termopares generalmente son ±1°C a ±5°C.

- Resolución: El cambio de temperatura detectable mínimo, los sensores de alta precisión pueden alcanzar 0.01°C.

- Tiempo de respuesta: El tiempo que tarda el cambio de temperatura en estabilizarse en la salida, los termopares pueden alcanzar el nivel de milisegundos, mientras que el RTD suele estar en el nivel de segundos.

- Linealidad: Si la salida es lineal con la temperatura, el RTD tiene mejor linealidad, mientras que el NTC tiene una no linealidad más fuerte.

- Estabilidad a largo plazo: El grado de deriva del sensor con el tiempo, la resistencia de platino <0.1°C/año.

Guía de selección de sensores de temperatura

1. Rango de temperatura: Seleccione el termopar para altas temperaturas, RTD o NTC para bajas temperaturas.

2. Requisitos de precisión: Seleccione RTD para alta precisión, NTC para bajo costo.

3. Velocidad de respuesta: Seleccione el termopar o el sensor infrarrojo para una medición rápida.

4. Factores ambientales: Seleccione el termopar blindado para entornos corrosivos, embalaje impermeable para entornos húmedos.

5. Señal de salida: Los sistemas integrados prefieren sensores digitales (I2C/SPI).