Termometry

Termometr to urządzenie służące do pomiaru temperatury dowolnego konkretnego urządzenia lub żywego ciała i wyświetla odczyt. Skala termometru może być podana w stopniach Fahrenheita lub Celsjusza.

2 rodzaje konwencjonalnych termometrów używanych wcześniej

1. Termometry żarowe lub rtęciowe: Te termometry składają się z uszczelnionej szklanej rurki zakończonej szklanym pojemnikiem przypominającym bańkę. Działa na zasadzie, że płyny rozszerzają się po podgrzaniu. Jednak wadą tych termometrów jest to, że mogą mierzyć temperaturę tylko do pewnego stopnia. Również termometry bazują na rozszerzalności materii wraz ze wzrostem temperatury, a odczyty dokonywane są na podstawie odczytów skali. Często prowadzi to do błędnych wyników. Ponadto, w przypadku przypadkowego lub celowego pęknięcia rury, wyciekająca rtęć może być bardzo niebezpieczna. Dlatego te termometry muszą być bardzo ostrożne. Ponadto rtęć ma niską temperaturę krzepnięcia i nie można jej używać w miejscach o niskiej temperaturze otoczenia.

2. Termometry bimetaliczne: Termometry te składają się z dwóch połączonych ze sobą metali, a gdy te metale nagrzewają się, rozszerzają się z różną szybkością, powodując zginanie któregokolwiek z nich. Ten bimetaliczny pasek jest przymocowany do tarczy ze skalibrowaną skalą temperatury w celu wskazania odczytów. Termometry te można podłączyć do przełącznika na drugim końcu, a zmiana temperatury może powodować otwieranie i zamykanie przełącznika. Te termometry mogą być używane do kontrolowania temperatury. Można je zainstalować w lodówce lub piekarniku. Jednak systemy te są również łatwo podatne na uszkodzenia. Kalibracja nie jest dokładna i można ją łatwo zmienić. Te termometry nie mogą być również używane w niskich temperaturach.

Po przeczytaniu powyższych rzeczy na pewno masz już pojęcie o termometrach i konieczności przejścia na inne podejście do termometrów. W obu powyższych typach termometrów główny problem leży w zasadzie i zastosowanej technice wyświetlania. Zatem podstawowym rozwiązaniem jest zastąpienie całej zasady i sposobu wyświetlania.

Definiowanie termometru cyfrowego:

Składa się z termistora mierzącego temperaturę i elektronicznego wskaźnika temperatury. Termometry cyfrowe są używane doustnie, doodbytniczo lub pod pachą. Może odczytać temperaturę od 94⁰F do 105⁰F.

Elementy termometru cyfrowego:

Bateria : Jest to bateria guzikowa LR41 wykonana z metalu i zapewnia napięcie około 1,5 V do termometru.

Ogniwo LR41 (LR736) przez uchwyt przewodu

Ciało : Korpus termometru jest wykonany z twardego tworzywa sztucznego i ma 100,5 mm długości, a jego szerokość waha się od dołu do góry, przy czym spód jest cieńszy.

Cyfrowy termometr medyczny firmy rambergmedia

Termister: Jest to materiał półprzewodnikowy wykonany z ceramiki i służy do pomiaru temperatury. Umieszczony jest na końcówce termometru przez związanie żywicą epoksydową i zamknięty wewnątrz nasadki wykonanej ze stali nierdzewnej.

Termistor kulkowy NTC firmy Ansgar Hellwig

LCD: Jest to wyświetlacz termometru i ma około 15,5 mm długości i 6,5 mm szerokości. Wyświetla odczyt przez 3 sekundy, a następnie zaczyna migać wskazując następną temperaturę do pomiaru.
Obwód : Składa się z ADC i mikrokontrolera wraz z niektórymi elementami pasywnymi.

Obwód termometru cyfrowego firmy GXTI

Zasada działania termometru cyfrowego

Cyfrowy termometr zasadniczo składa się z czujnika, który mierzy zmianę rezystancji pod wpływem ciepła i przetwarza tę zmianę w rezystancji na temperaturę.

Obwód termometru cyfrowego:

Obwód termometru cyfrowego

Termistor to rezystor, którego wartość rezystancji zmienia się wraz z temperaturą. W miarę nagrzewania się termistora jego rezystancja rośnie lub maleje (w zależności od tego, czy jest to ujemny współczynnik temperaturowy, czy dodatni współczynnik temperaturowy). Wyjście analogowe z termistora doprowadzane jest przewodami do przetwornika ADC, gdzie jest przetwarzane na sygnał cyfrowy i następnie przekazywane do mikrokontrolera w celu dalszego przetwarzania, a wyjście w postaci odczytu temperatury jest wyświetlane na LCD połączonym z mikrokontrolerem .

Zestaw termometru cyfrowego wykorzystujący czujnik temperatury DS1620 i aplikację sterującą

Zastosowano cyfrowy czujnik temperatury, który zapewnia 9-bitowy odczyt temperatury i jest połączony z mikrokontrolerem. Mikrokontroler odbiera to wejście cyfrowe i wyświetla je na podłączonym do niego wyświetlaczu LCD.

Schemat obwodu termometru cyfrowego

Powyższy system składa się z czujnika temperatury IC DS1620, który jest 8-pinowym układem scalonym i może mierzyć temperaturę od -55 stopni Celsjusza do +125 stopni Celsjusza. Zawiera dwa piny, które wskazują, czy zmierzona temperatura przekracza temperaturę zdefiniowaną przez użytkownika. Dzięki temu urządzenie to może być również używane do sterowania przełączaniem obciążeń w przypadku jakichkolwiek wahań temperatury.

W powyższym układzie układ scalony temperatury najpierw mierzy temperaturę otoczenia i konwertuje tę temperaturę na dane cyfrowe i podaje je do mikrokontrolera, który wyświetla odczyt temperatury na wyświetlaczu. Za pomocą przełączników przyciskowych można ustawić temperaturę zdefiniowaną przez użytkownika. Gdy temperatura otoczenia rośnie lub spada niż temperatura zdefiniowana przez użytkownika, mikrokontroler odpowiednio steruje przełączaniem przekaźnika, a tym samym obciążeniem.

Nowoczesne dostępne termometry cyfrowe:

Termometr cyfrowy ref ECT-1: Mierzy temperaturę od 32⁰C do 42⁰C z dokładnością do 0,1⁰C. Znajduje zastosowanie głównie w zastosowaniach medycznych.

Termometr cyfrowy Numer modelu: EFT-3: Mierzy temperaturę od 50⁰C do 125⁰C. Służy do pomiaru temperatury żywności stałej i płynnej

Cyfrowy termometr Thermolab IP65: Mierzy zakres temperatur od 50 do 200 ⁰C z dokładnością +/- 1⁰C.

Zalety termometrów cyfrowych:

Precyzja : Odczyt temperatury nie zależy od odczytu skali i zamiast tego jest pokazywany bezpośrednio na wyświetlaczu. Dzięki temu temperaturę można odczytać dokładnie i dokładnie.
Prędkość : Termometry cyfrowe mogą osiągnąć temperaturę końcową w ciągu 5 do 10 sekund w porównaniu z konwencjonalnymi termometrami.
Bezpieczeństwo: Termometry cyfrowe nie używają rtęci, dlatego zagrożenie związane z rtęcią jest wyeliminowane w przypadku pęknięcia termometru.
Silny : Termometrem nie trzeba potrząsać, aby uzyskać właściwy poziom rtęci, dzięki czemu ryzyko pęknięcia rurki jest wyeliminowane.

Zastosowania termometru cyfrowego:

Aplikacje medyczne : Termometry cyfrowe służą do pomiaru temperatury ciała człowieka około 37⁰C. Te termometry są głównie typu sondy lub typu ucha. Mierzy temperaturę ciała w jamie ustnej, odbytnicy i pod pachami.

Aplikacje morskie : Termometry cyfrowe z wysokotemperaturowym czujnikiem spalin jako czujnikiem temperatury mogą być używane w zastosowaniach morskich do pomiaru lokalnej temperatury.

Zastosowania przemysłowe : Termometry cyfrowe są również używane w elektrowniach, elektrowniach jądrowych, wielkich piecach, przemyśle stoczniowym itp. Mogą mierzyć temperaturę od -220⁰C do + 850⁰C.

Zdjęcia: