Ψηφιακά θερμόμετρα και οι εφαρμογές του

Δοκιμάστε Το Όργανο Μας Για Την Εξάλειψη Των Προβλημάτων





Θερμόμετρα

Το θερμόμετρο είναι μια συσκευή που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της θερμοκρασίας οποιασδήποτε συγκεκριμένης συσκευής ή ζώντος σώματος και εμφανίζει την ένδειξη. Μια κλίμακα θερμομέτρου μπορεί να είναι σε Φαρενάιτ ή Κελσίου.

2 είδη συμβατικών θερμομέτρων που χρησιμοποιήθηκαν νωρίτερα

1. Θερμόμετρα λαμπτήρα ή υδραργύρου: Αυτά τα θερμόμετρα αποτελούνται από σφραγισμένο γυάλινο σωλήνα με γυάλινο δοχείο τύπου βολβού στο τέλος. Λειτουργεί με την αρχή ότι τα υγρά διαστέλλονται όταν θερμαίνονται. Ωστόσο, ένα μειονέκτημα αυτών των θερμομέτρων είναι ότι μπορούν να μετρήσουν τη θερμοκρασία μόνο έως ένα ορισμένο βαθμό. Επίσης, τα θερμόμετρα βασίζονται στην επέκταση της ύλης με την αύξηση της θερμοκρασίας και οι μετρήσεις έγιναν από τις μετρήσεις κλίμακας. Αυτό συχνά οδηγεί σε λανθασμένα αποτελέσματα. Επίσης, σε περίπτωση που ο σωλήνας σπάσει κατά λάθος ή σκόπιμα, ο υδράργυρος που έχει διαρρεύσει μπορεί να είναι πολύ επικίνδυνος. Ως εκ τούτου, αυτά τα θερμόμετρα πρέπει να χειρίζονται πολύ προσεκτικά. Επίσης, ο υδράργυρος έχει χαμηλό σημείο πήξης και δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μέρη με χαμηλή θερμοκρασία περιβάλλοντος.




2. Διμεταλλικά θερμόμετρα: Αυτά τα θερμόμετρα αποτελούνται από δύο μέταλλα ενωμένα και καθώς αυτά τα μέταλλα θερμαίνονται, επεκτείνονται με διαφορετικούς ρυθμούς προκαλώντας την κάμψη ενός από τα μέταλλα. Αυτή η διμεταλλική ταινία προσαρτάται στο καντράν με βαθμονομημένη κλίμακα θερμοκρασίας για να δείξει τις ενδείξεις. Αυτά τα θερμόμετρα μπορούν να συνδεθούν με έναν διακόπτη στο άλλο άκρο και η αλλαγή της θερμοκρασίας μπορεί να προκαλέσει το άνοιγμα και το κλείσιμο του διακόπτη. Αυτά τα θερμόμετρα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον έλεγχο της θερμοκρασίας. Μπορούν να εγκατασταθούν μέσα σε ψυγείο ή φούρνο. Ωστόσο, αυτά τα συστήματα είναι επίσης εύκολα επιρρεπή σε θραύση. Η βαθμονόμηση δεν είναι ακριβής και μπορεί να αλλάξει εύκολα. Επίσης, αυτά τα θερμόμετρα δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε χαμηλές θερμοκρασίες.

Έχοντας διαβάσει τα παραπάνω γραπτά πράγματα, πρέπει τώρα να έχετε μια ιδέα για τα θερμόμετρα και την ανάγκη να μεταβείτε σε μια διαφορετική προσέγγιση στα θερμόμετρα. Και στα δύο παραπάνω είδη θερμομέτρων, το κύριο πρόβλημα έγκειται στην αρχή και στην τεχνική οθόνης που χρησιμοποιείται. Έτσι, μια βασική λύση είναι η αντικατάσταση ολόκληρης της αρχής και της μεθόδου εμφάνισης.



Ορισμός ψηφιακού θερμομέτρου:

Αποτελείται από ένα θερμίστορ για την ανίχνευση της θερμοκρασίας και μια ηλεκτρονική ένδειξη της θερμοκρασίας. Τα ψηφιακά θερμόμετρα χρησιμοποιούνται από το στόμα, ορθικά ή κάτω από τον βραχίονα. Μπορεί να διαβάσει τη θερμοκρασία από 94⁰F έως 105⁰F.

Εξαρτήματα ψηφιακού θερμομέτρου:

  • Μπαταρία : Είναι μια μπαταρία LR41 μπαταρία κατασκευασμένη από μέταλλο και παρέχει περίπου 1,5V τροφοδοσία στο θερμόμετρο.
LR41 (LR736) κελί ανά κάτοχο μολύβδου

LR41 (LR736) κελί ανά κάτοχο μολύβδου

  • Σώμα : Το σώμα του θερμομέτρου αποτελείται από σκληρό πλαστικό και έχει μήκος 100,5 mm και το πλάτος του κυμαίνεται από κάτω προς τα πάνω, με το κάτω μέρος να είναι λεπτότερο.
Ψηφιακό ιατρικό θερμόμετρο από rambergmedia

Ψηφιακό ιατρικό θερμόμετρο από rambergmedia

  • Θερμάστερ: Είναι ένα υλικό ημιαγωγού κατασκευασμένο από κεραμικό και χρησιμοποιείται για την ανίχνευση της θερμοκρασίας. Τοποθετείται στην άκρη του θερμομέτρου με δέσιμο με εποξειδικό και περικλείεται μέσα σε ένα καπάκι που αποτελείται από ανοξείδωτο ατσάλι.
Θερμίστορ τύπου σφαιριδίων NTC από τον Ansgar Hellwig

Θερμίστορ τύπου σφαιριδίων NTC από τον Ansgar Hellwig

  • ΟΘΟΝΗ ΥΓΡΟΥ ΚΡΥΣΤΑΛΛΟΥ: Είναι η οθόνη του θερμομέτρου και έχει μήκος περίπου 15,5 mm και πλάτος 6,5 mm. Εμφανίζει την ένδειξη για 3 δευτερόλεπτα και στη συνέχεια αρχίζει να αναβοσβήνει υποδεικνύοντας την επόμενη θερμοκρασία που θα μετρηθεί.
  • Κύκλωμα : Αποτελείται από ADC και μικροελεγκτή μαζί με ορισμένα παθητικά στοιχεία.
Κύκλωμα ψηφιακού θερμομέτρου από την GXTI

Κύκλωμα ψηφιακού θερμομέτρου από την GXTI

Ψηφιακό θερμόμετρο Αρχή εργασίας

Το ψηφιακό θερμόμετρο βασικά αποτελείται από έναν αισθητήρα που μετρά την αλλαγή στην αντίσταση λόγω θερμότητας και μετατρέπει αυτήν την αλλαγή στην αντίσταση στη θερμοκρασία.


Κύκλωμα ψηφιακού θερμομέτρου:

Ψηφιακό κύκλωμα θερμομέτρου

Ψηφιακό κύκλωμα θερμομέτρου

Το θερμίστορ είναι μια αντίσταση της οποίας η τιμή αντίστασης ποικίλλει ανάλογα με τη θερμοκρασία. Καθώς το θερμίστορ θερμαίνεται, η αντίστασή του αυξάνεται ή μειώνεται (ανάλογα με το αν είναι αρνητικός συντελεστής θερμοκρασίας ή θετικός συντελεστής θερμοκρασίας). Η αναλογική έξοδος από το θερμίστορ παρέχεται στο ADC μέσω των καλωδίων, όπου μετατρέπεται σε ψηφιακό σήμα και στη συνέχεια δίνεται στον μικροελεγκτή για περαιτέρω επεξεργασία και η έξοδος με τη μορφή ανάγνωσης θερμοκρασίας εμφανίζεται στην οθόνη LCD που συνδέεται με τον μικροελεγκτή .

Ένα κιτ ψηφιακού θερμομέτρου που χρησιμοποιεί αισθητήρα θερμοκρασίας DS1620 και μια εφαρμογή ελέγχου

Χρησιμοποιείται ένας αισθητήρας ψηφιακής θερμοκρασίας ο οποίος παρέχει ανάγνωση θερμοκρασίας 9-bit και συνδέεται με τον μικροελεγκτή. Ο μικροελεγκτής λαμβάνει αυτήν την ψηφιακή είσοδο και την εμφανίζει στην οθόνη LCD που είναι διασυνδεδεμένη με αυτήν.

Διάγραμμα ψηφιακού θερμομέτρου

Διάγραμμα ψηφιακού θερμομέτρου

Το παραπάνω σύστημα αποτελείται από αισθητήρα θερμοκρασίας IC DS1620 που είναι 8 ακίδων IC και μπορεί να μετρήσει τη θερμοκρασία από -55 βαθμούς Κελσίου έως +125 βαθμούς Κελσίου. Περιέχει δύο ακίδες που υποδεικνύουν εάν η μετρούμενη θερμοκρασία υπερβαίνει τη θερμοκρασία που ορίζεται από το χρήστη. Έτσι, αυτή η συσκευή μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο της αλλαγής φορτίων σε περίπτωση τυχόν διακυμάνσεων της θερμοκρασίας.

Στο παραπάνω σύστημα, το IC θερμοκρασίας μετρά πρώτα τη θερμοκρασία περιβάλλοντος και μετατρέπει αυτήν τη θερμοκρασία σε ψηφιακά δεδομένα και την τροφοδοτεί στον μικροελεγκτή που εμφανίζει την ένδειξη θερμοκρασίας στην οθόνη. Χρησιμοποιώντας τους διακόπτες μπουτόν μπορεί να ρυθμιστεί η καθορισμένη θερμοκρασία του χρήστη. Όταν η θερμοκρασία περιβάλλοντος αυξάνεται ή μειώνεται τότε η καθορισμένη από τον χρήστη θερμοκρασία, ο μικροελεγκτής ελέγχει αναλόγως την αλλαγή του ρελέ και έτσι το φορτίο.

Σύγχρονα διαθέσιμα ψηφιακά θερμόμετρα:

Ψηφιακό θερμόμετρο ref ECT-1: Μετρά τη θερμοκρασία από 32⁰C έως 42⁰C με ακρίβεια 0,1⁰C. Χρησιμοποιείται κυρίως σε ιατρικές εφαρμογές.

Ψηφιακό θερμόμετρο Αριθμός μοντέλου: EFT-3: Μετρά τη θερμοκρασία από 50⁰C έως 125⁰C. Χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της θερμοκρασίας των στερεών και υγρών τροφίμων

Ψηφιακό θερμόμετρο Thermolab IP65: Μετρά το εύρος θερμοκρασίας από 50 έως 200 ⁰C με ακρίβεια +/- 1⁰C.

Πλεονεκτήματα των ψηφιακών θερμομέτρων:

  • Ακρίβεια : Η ένδειξη θερμοκρασίας δεν εξαρτάται από την ένδειξη κλίμακας και, αντίθετα, εμφανίζεται απευθείας στην οθόνη. Ως εκ τούτου, η θερμοκρασία μπορεί να διαβαστεί με ακρίβεια και ακρίβεια.
  • Ταχύτητα : Τα ψηφιακά θερμόμετρα μπορούν να φτάσουν σε τελική θερμοκρασία σε 5 έως 10 δευτερόλεπτα σε σύγκριση με τα συμβατικά θερμόμετρα.
  • Ασφάλεια: Τα ψηφιακά θερμόμετρα δεν χρησιμοποιούν υδράργυρο, επομένως οι κίνδυνοι του υδραργύρου εξαλείφονται σε περίπτωση που το θερμόμετρο σπάσει.
  • Ισχυρός : Το θερμόμετρο δεν χρειάζεται να ανακινείται για τη σωστή στάθμη υδραργύρου, επομένως εξαλείφεται ο κίνδυνος θραύσης του σωλήνα.

Εφαρμογές ψηφιακού θερμομέτρου:

Ιατρικές εφαρμογές : Τα ψηφιακά θερμόμετρα χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της θερμοκρασίας του ανθρώπινου σώματος γύρω στους 37⁰C. Αυτά τα θερμόμετρα είναι ως επί το πλείστον τύπου καθετήρα ή τύπου αυτιού. Μετρά τη θερμοκρασία του στόματος, του ορθού και της μασχάλης.

Θαλάσσιες εφαρμογές : Ψηφιακά θερμόμετρα με αισθητήρα καυσαερίων υψηλής θερμοκρασίας, καθώς ο αισθητήρας θερμοκρασίας μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε θαλάσσιες εφαρμογές για τη μέτρηση της τοπικής θερμοκρασίας.

Βιομηχανικές εφαρμογές : Τα ψηφιακά θερμόμετρα χρησιμοποιούνται επίσης σε σταθμούς παραγωγής ενέργειας, πυρηνικούς σταθμούς, υψικαμίνους, ναυπηγικές βιομηχανίες κ.λπ. Μπορούν να μετρήσουν τη θερμοκρασία από -220⁰C έως + 850⁰C.

Πιστωτικές φωτογραφίες:

  • LR41 (LR736) κελί από μολύβι κάτοχο από upload.wikimedia
  • Ψηφιακό ιατρικό θερμόμετρο από rambergmedia από farm5.staticflickr
  • Θερμίστορ τύπου σφαιριδίων NTC από τον Ansgar Hellwig από upload.wikimedia
  • Ψηφιακό θερμόμετρο κύκλωμα από GXTI από farm6.staticflickr

Τώρα, επιτρέψτε μου να μάθω περισσότερα για τις πρακτικές εφαρμογές του Ψηφιακού Θερμομέτρου;