Was ist ein Temperatursensor und seine Art und Anwendung?

Temperatursensoren sind elektrische und elektronische Bauteile, die als Sensoren eine Temperaturmessung über ein bestimmtes elektrisches Signal ermöglichen. Dieses Signal kann direkt oder durch Änderung des Widerstands gesendet werden. Sie werden auch Wärmesensoren oder Thermosensoren genannt. Ein Temperatursensor wird unter anderem zur Steuerung von Stromkreisen verwendet. Temperatursensoren werden auch Wärmesensoren, Wärmemelder oder Thermosonden genannt.

Welche Arten von Temperatursensoren gibt es und wie funktionieren sie?

Es werden zwei Haupttypen unterschieden: Temperatursensoren, die einen Widerstand ändern und solche, die direkt durch ein abgegebenes Signal arbeiten.

Temperatursensoren mit Widerstandsänderung oder Änderung anderer physikalischer Eigenschaften
PTC-Thermistoren signalisieren einen Temperaturanstieg mit erhöhtem Widerstand.
NTC-Thermistoren signalisieren eine Temperaturerhöhung mit einer Verringerung des Widerstands auf Basis von Metalloxiden oder Halbleitern. Der Begriff Thermistor kommt vom englischen Thermally Sensitive Resistor.

Je nach verwendeten Materialien unterscheidet man Platin-, Silizium- und Keramik messwiderstände. Sie können für verschiedene Temperaturbereiche verwendet werden. Keramische Halbleiter funktionieren auch sehr gut als separate Heizelemente oder Hotmelts.
In diesem Bereich gibt es weitere interessante Materialien, wie beispielsweise Schwingquarz-Temperatursensoren als Maßeinheit, die den Temperaturanstieg durch eine Änderung der Resonanzfrequenz zuverlässig anzeigen und besonders genaue Messwerte bieten.

Wasserdichter Temperatursensor	Temperatursensor DS18B20	NTC-Temperatursensor.

Zu den Kontakt temperatursensoren zählen Thermoelemente und Thermistoren. Ein Thermoelement besteht aus zwei Leitern, die jeweils aus einer anderen Art von Metall bestehen und an einem Ende verbunden sind, um eine Verbindung zu bilden. Wenn die Sperrschicht Wärme ausgesetzt wird, wird eine Spannung erzeugt, die direkt der Temperatureingabe entspricht. Dies geschieht aufgrund des Phänomens, das als thermoelektrischer Effekt bezeichnet wird. Thermoelemente sind im Allgemeinen kostengünstig, da ihr Design und ihre Materialien einfach sind. Die andere Art von Kontakt temperatursensor wird als Thermistor bezeichnet. Bei Thermistoren nimmt der Widerstand mit steigender Temperatur ab. Es gibt zwei Haupttypen von Thermistoren: negativer Temperaturkoeffizient (NTC) und positiver Temperaturkoeffizient (PTC). Thermistoren sind präziser als Thermoelemente (kann innerhalb von 0,05 bis 1,5 Grad Celsius messen) und bestehen aus Keramik oder Polymeren. Widerstand temperatur detektoren (RTD) sind im Wesentlichen das metallische Gegenstück zu Thermistoren und die genaueste und teuerste Art von Temperatursensoren.

Pyroelektrische Materialien reagieren bei Temperaturänderungen auf eine Dichteänderung der Ladungsträger an ihrer Oberfläche. Es kommt zu einer spontanen Polarisation. Pyrometer messen die Wärmestrahlung.
Bimetall schalter arbeiten mechanisch und aktivieren einen Schalter durch Verbiegen eines Bimetalls bei Temperaturerhöhung.
Ferromagnetische Temperatursensoren verfügen über einen Permanentmagneten, der je nach Temperatur haften bleibt oder in einen Ruhezustand zurückkehrt. Dabei wird eine Federspannung magnetisch gehalten oder ein Schalter aktiviert.
Faseroptische Temperatursensoren erstellen mit einer Glasfaser ein Temperaturprofil. Sie nutzen den Raman-Effekt.

Edelstahl Sonnensensor	PT100 Platin Widerstand temperaturfühler	304 Edelstahl Lebensmittel Temperatur-Mess sensor sonde

Bauteile mit direkt verarbeitbaren elektrischen Signalen

Sie sind integrierte Halbleiter-Temperatursensoren und/oder Festkörper schaltungen.
Abhängig von der Temperatur, die sie produzieren

- ein Strom
- eine Spannung
- ein digitales Signal

Welche Materialien erkennt ein Temperatursensor?

Die Materialerkennung hängt von der Art und Ausführung des Temperatursensors ab. Dies gilt insbesondere für Temperatursensoren, die die Temperaturänderung durch Änderung einer anderen physikalischen Eigenschaft oder Größe anzeigen. Viele Sensoren erkennen Metalle.

Wo werden Temperatursensoren eingesetzt?

Temperatursensoren finden sich in vielen Alltagsgegenständen wie Bügeleisen, Toaster, Bewegungssensoren und in Werkzeugen (wie automatisierten temperaturgeregelten Lötkolben). Sie werden auch in vielen industriellen Anwendungen verwendet, in denen temperaturabhängige Kreise gesteuert werden. (Wärmestrahlungskammern und automatisierte Heizelemente). Eine der typischen Anwendungen ist der Überhitzungsschutz durch Mikroprozessoren.

Was sind die Vor- und Nachteile eines Temperatursensors?

Temperatursensoren können die Temperatur genau messen.
Allerdings ist es wichtig, die richtige Art der Konstruktion für die verschiedenen Temperaturbereiche und Umgebungen zu wählen. Bei einigen Typen ist ein besseres Verständnis der komplexen Funktionsweise erforderlich, um ihre Eignung für detektierbare Materialien zu erreichen. Es kann sehr anspruchsvoll sein, einen Temperatursensor zu integrieren. Während der Auswahlphase, stellen Sie sicher, dass die Komponenten von hoher Qualität sind, dass die Technologie, anspruchsvoll ist und dass Nebenwirkungen wie Erhitzen des Widerstands up Thermometer minimal sind.