دانلود مقاله سنسورهای دما و ترانزیستورهای حرارتی

دانلود مقاله سنسورهای دما و ترانزیستورهای حرارتی مقاله دانلود مقاله ترانزیستور مقاله مقاله با ترانزیستور مقاله نانو ترانزیستور مقاله الکترونیک ترانزیستور مقاله در مورد ترانزیستور مقاله ترانزیستور تک الکترونی مقاله سنسور دما مقاله سنسور دما با lm35 مقاله سنسور دما با avr دانلود مقاله سنسور دما مقاله گلخانه سنسور دما رطوبت مقاله در مورد سنسور دما مقاله سنسور دما

سنسورهای دما و ترانزیستورهای حرارتی

فهرست مطالب

-۱ گرما ودما ۳
۴-۲ نوار بی متال ۴
۴-۳ انبساط مایع وگاز ۱۰
۴-۴ ترموکوپلها ۱۵
تئوری ۱۵
کاربرد عملی ۲۱
یادداشتها ۲۱
۴-۵ سنسورهای مقاومت فلزی (metal-resistance sensors) ۳۱
دماسنج مقاومتی (Resistance thermometer) ۳۵
۴-۶ ترمیستورها ۴۱
ترمیستورهای PTC ۴۸
۴-۷ تشخیص انرژی گرمایی تابشی ۵۳
۴-۸ آشکارسازهای پایروالکتریک(Pyroelectric detectors) ۵۵
۴-۹ ترانسدیوسرهای حرارتی ۵۹
۴-۱۰ ترانسدیوسرهای حرارتی به الکتریکی ۶۴

۴-۱ گرما ودما
کمیت فیزیکی که ما آن را گرما می نامیم یکی از اشکال مختلف انرژی است و مقدار گرما معمولا برحسب واحد ژول سنجیده میشود.مقدار گرمایی که در یک شی موجوداست قابل اندازه گیری نمی باشد اما می توان تغییرات گرمای موجود در یک شی که بر اثر تغییر دما و یا تغییر در حالت فیزیکی (جامد به مایع، مایع به گازف یک شکل کریستالی به شکل کریستالی دیگر) ایجاد میشود اندازه گیری کرد.
بنابراین از این جنبه دما میزان گرما برای ماده است تاوقتی که حالت فیزیکی آن بدون تغییر باقی بماند.
ارتباط بین دما و انرژی گرمایی بسیار شبیه به ارتباط بین سطح ولتاژ وانرژی الکتریکی است.
سنسورهای دمای رایج تماما وابسته به تغییراتی هستند که همراه با تغییرات دمای ماده به وجود می آید. ترانسیدیوسرهای انرژی الکتریکی به انرژی گرمای جریان عبوری از یک هادی استفاده می کنند اما ترانسدیوسرهای گرمایی به انرژی الکتریکی به طور مستقیم این تبدیل را انجام نمی دهند ومطابق با قوانین ترمودینامیک نیازمند تغییرات دمایی برای عمل کردن هستند بدین گونه که در دمای بالاتر گرما می گیرد و در دمای پایین تر این مقدار گرما را تخلیه می کند.

۴-۲ نوار بی متال
آشکارسازی حرارتی در موارد متنوعی مانند آشکار کردن آتش سوزی، گرمایش تا یک حد معین ویا تشخیص عیب در یک سردکننده مورد استفاده قرار می گیرد .ساده ترین نوع سنسور حرارتی از نوع بی متال استکه اصول کار آن در شکل به تصویر کشیده شده است. ترکیب فوق شامل دو نوار فلزی از دو جنس مختلف است که با نقطه جوش و یا پرچ کردن در دو نقطه به یکدیگر متصل شده اند. جنس فلز دو نوار به گونه ای انتخاب می شود که ضرایب انبساطی خطی آنها با یکدیگر تفاوت زیادی داشته باشند. مقدار انبساط یا ضریب انبساط خطی عبارت است از خارج قسمت تغییر مقدار طول به تغییر دما و این مقدار برای همه فلزات مقداری است مثبت بدین معنی که با افزایش دما طول نوار افزایش می یابد. مقادیر ضریب انبساط را برای چند نوع فلز بر حسب واحد ۱۰*k بیان کرده است.
خمیدگی پدیده آمده در نوار بی متال را می توان وسط هر یک از انواع ترانسدیوسرهای جابه جایی که در فصل مورد بررسی قرار گرفت تشخیص داد اما اغلب اوقات از خود نوار بی متال برای راه اندازی کنتاکتهای یک کلید استفاده می شود ومعمولا خود بی متال یک از کنتاکتهای کلید است. نوع رایج نوار بی متال هنوز هم در انواعی از تموستاتها مورد استفاده قرار می گیرد اگر چه بی متال در آنها به صورت حلزونی پیچیده شده است.این شکل بی متال باعث افزایش حساسیت بی متال می شود چون حساسیت بی متال با طور نوار بستگی مستقیم دارد. در صورتی که محدوده دما وتغییرات آن کم می باشد مقدار انحراف دقیقتا متناسب با تغییر دما خواهد بود.
این نوع ترموستاتها دارای مشخصه نامطلوب هیسترزیس هستند به طوری که به عنوان مثال ترموستاتی که برای مقدار دمای ۲۰c  ساخته شده ممکن است در ۲۲c باز شود.
شکل  نوار بی متال که تشکیل شده از دو نوار فلزی  که با نقطه جوش و یا میخ پرچ به یکدیگر متصل شده اند. معمولا برای اینکه حساسیت نوار بی متال نسبت به تغییرات دما بیشتر شود آن را با طول بیشتر ساخته وسپس به صورت حلقه ای فنری در می آورند و یا آن را به صورت قرصهای فلزی روی یکدیگر جوش می دهند.
مقادیر انبساط خطی برای چند نوع فلز-مقدار انبساط بایستی در عدد۱۰ ضرب شوند. به دلیل اینکه دو فلز تشکیل دهنده بی متال دارای مقادیر انبساط مساوی نیستند با تغییردما همانگونه که در شکل مشخص شده است. نوار بی متال دچارخمیدگی می شود.