เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ คืออะไร คุณจะได้เรียนรู้ถึงหลักการทำงานและวิธีการใช้งานของเซ็นเซอร์ประเภทนี้ ซึ่งเป็นอุปกรณ์สำคัญในการวัดและควบคุมอุณหภูมิในหลายๆ ด้าน
การทราบอุณหภูมิในสภาพแวดล้อมต่างๆ เช่น ภายในเครื่องปฏิกรณ์หรือขดลวดเครื่องจักรไฟฟ้า มีความสำคัญในหลายสาขาของอุตสาหกรรม การใช้เซ็นเซอร์อุณหภูมิช่วยให้เราสามารถบรรลุเป้าหมายนี้ได้ โดยเซ็นเซอร์จะทำการวัดและตรวจสอบอุณหภูมิเพื่อให้แน่ใจว่าสภาพแวดล้อมเหล่านั้นอยู่ในระดับที่เหมาะสมตามที่ต้องการ
เทคโนโลยีของ เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ
เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ คืออะไร ? เทคโนโลยีการวัดอุณหภูมิได้พัฒนาขึ้นหลากหลายรูปแบบเพื่อตอบสนองความต้องการในการใช้งานที่เฉพาะเจาะจง การมีเทคโนโลยีที่หลากหลายช่วยให้สามารถวัดอุณหภูมิได้อย่างแม่นยำในสภาพแวดล้อมและวัตถุที่ต่างกัน
การที่เทคนิคหนึ่งอาจดีกว่าเทคนิคอื่นนั้นเกิดจากการใช้งานที่หลากหลาย ซึ่งทำให้แต่ละกรณีมีความเหมาะสมที่แตกต่างกัน ดังนั้นจึงไม่มีวิธีการใดที่เป็นสากลสำหรับการใช้งานแอปพลิเคชันทุกประเภท
เครื่องส่งสัญญาณอุณหภูมิ (Temperature Transmitter)
ก่อนที่เราจะไปถึงรายละเอียดของเรื่องนี้ มาทำความเข้าใจกันก่อนว่า “เซ็นเซอร์อุณหภูมิ” คืออะไร และ “เครื่องส่งสัญญาณอุณหภูมิ” มีความหมายอย่างไร โดยทั่วไปแล้ว เซ็นเซอร์หรือทรานสดิวเซอร์เป็นอุปกรณ์ทางกายภาพที่สามารถแปลงตัวแปรกระบวนการประเภทหนึ่งไปเป็นประเภทสัญญาณที่สามารถใช้งานได้
อุณหภูมิ, ความดัน, การไหล ฯลฯ เป็นตัวแปรสำคัญในกระบวนการต่างๆ และเป็นลักษณะทางกายภาพของโลกที่เราอาศัยอยู่
ด้วยเทคโนโลยีล่าสุดและความก้าวหน้าในวิศวกรรมไฟฟ้าในศตวรรษที่ผ่านมา มีความต้องการที่จะแปลงค่าที่วัดได้ทั้งหมดเป็นสัญญาณไฟฟ้า โดยเซ็นเซอร์อุณหภูมิเป็นอุปกรณ์ที่แปลงอุณหภูมิให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า ไม่ว่าจะมีขนาดของสัญญาณเล็กน้อยเพียงใดก็ตาม
สัญญาณทางไฟฟ้ามีหลากหลายช่วงที่ใช้งานได้ แต่สำหรับการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรม จำเป็นต้องกำหนดให้สัญญาณนั้นอยู่ใน “ช่วงสัญญาณ” ที่ได้รับการยอมรับและใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลก
บางช่วงของสัญญาณไฟฟ้าที่ได้รับการยอมรับอย่างแพร่หลายทั่วโลก ได้แก่:
- Four to twenty milliamps (4-20 mA)
- One to five volts (1-5 V)
- Zero to ten volts (0-10 V)
“เครื่องส่งสัญญาณอุณหภูมิ” คืออุปกรณ์ที่ใช้ในการแปลงสัญญาณขนาดเล็กจาก “ทรานสดิวเซอร์อุณหภูมิ” ให้เป็นสัญญาณมาตรฐานที่สามารถใช้งานได้กับอุปกรณ์ต่างๆ
เครื่องตรวจจับอุณหภูมิความต้านทาน (RTD)
ในโลกของเทคโนโลยีทรานสดิวเซอร์อุณหภูมิ หนึ่งในอุปกรณ์ที่น่าสนใจคือ RTD หรือเครื่องตรวจจับอุณหภูมิความต้านทาน ซึ่งความต้านทานของมันจะเปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิ RTD เป็นอุปกรณ์ประเภทพาสซีฟ ที่ต้องใช้กระแสไฟฟ้าจากภายนอกเพื่อทำการวัด และจากนั้นจึงวัดแรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมอุปกรณ์ได้ ซึ่งแรงดันไฟฟ้านี้จะเป็นตัวบ่งชี้อุณหภูมิได้อย่างแม่นยำ การอ้างถึง RTD ว่าเป็นอุปกรณ์พาสซีฟหมายความว่ามันต้องการแหล่งกำเนิดกระแสหรือแรงดันไฟฟ้าจากภายนอกเพื่อทำงานได้
ACCURA – RTD Temperature sensors (เซนเซอร์วัดอุณหภูมิ) รุ่น WZPK
RTD Temperature sensors (เซนเซอร์วัดอุณหภูมิ) รุ่น WZPK RTD เป็นเทอร์โมมิเตอร์ต้านทานแร่แบบหุ้มฉนวน โดยทั่วไปความต้านทานไฟฟ้าของโลหะจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ โดยเฉพาะอย่างยิ่งแพลตตินัมมีลักษณะเป็นเส้นตรงมากกว่าและมีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิมากกว่าโลหะอื่นๆ ส่วนใหญ่ จึงเหมาะที่สุดสำหรับการวัดอุณหภูมิ แพลตตินัมมีคุณสมบัติที่ดีเยี่ยมทั้งทางเคมีและกายภาพ ธาตุที่มีความบริสุทธิ์สูงทางอุตสาหกรรมสามารถหามาเพื่อใช้ในระยะยาวเป็นส่วนประกอบต้านทานสำหรับการวัดอุณหภูมิ คุณลักษณะดังกล่าวระบุไว้ใน JIS และมาตรฐานต่างประเทศอื่น ๆ จึงสามารถวัดอุณหภูมิได้อย่างแม่นยำสูง
เพื่อความชัดเจน, กระแสภายนอกที่มีปริมาณมากอาจทำให้เกิดการกระจายพลังงานในตัวต้านทานของ RTD และนำไปสู่การสร้างความร้อนเกินขีดจำกัด ดังนั้น, เพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดประเภทนี้, ควรจำกัดกระแสให้อยู่ในระดับต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
เทอร์โมคัปเปิล (Thermocouples)
เทอร์โมคัปเปิลหรือ “TC” ประกอบด้วยสายไฟสองสายที่แตกต่างกันซึ่งเชื่อมต่อกัน โดยอาศัยลักษณะทางกายภาพที่เรียกว่า “เอฟเฟกต์เทอร์โมอิเล็กทริก” ทำให้เมื่อวางจุดเชื่อมต่อที่อุณหภูมิที่แตกต่างกัน จะเกิดสัญญาณมิลลิโวลต์ที่สามารถใช้เป็นตัวบ่งชี้อุณหภูมิได้
เมื่อเทียบกับ RTD, เทอร์โมคัปเปิลสามารถทำงานได้ด้วยตัวเองและไม่จำเป็นต้องใช้แหล่งกระแสภายนอกเพื่อกระตุ้นการทำงาน เทอร์โมคัปเปิลถูกนำไปใช้งานในหลายสถานการณ์ เช่น เตาเผา, ห้องเผาไหม้, กังหันก๊าซ, ท่อไอเสียที่มีอุณหภูมิสูง และอื่นๆ ข้อจำกัดหลักของเทอร์โมคัปเปิลคือ “ความแม่นยำ” ซึ่งอาจไม่เหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานที่ต้องการความแม่นยำสูง
การทำงานของเทอร์โมคัปเปิลพึ่งพาเอฟเฟกต์เทอร์โมอิเล็กทริกของตัวนำหลายประเภท ดังนั้นเมื่อเทอร์โมคัปเปิลตั้งอยู่ห่างจากเครื่องมือวัด เช่น เครื่องส่งสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ จำเป็นต้องใช้ตัวนำที่เหมาะสมเพื่อขยายสัญญาณ หากไม่เช่นนั้น สัญญาณจากเทอร์โมคัปเปิลที่เล็กน้อยอาจถูกขยายพร้อมกับข้อผิดพลาดที่จุดเชื่อมต่อของสายเทอร์โมคัปเปิลกับสายต่อ
อ้างอิง ACCURA, FINETEK, FACTOCOMPONENTS