سنسور دما ابزاری است که برای اندازه‌گیری دما یا تغییرات دمایی در محیط یا در یک جسم خاص استفاده می‌شود. این سنسورها نقش مهمی در صنایع مختلف، از جمله خودروسازی، الکترونیک، بهداشت و درمان، کشاورزی، و حتی در تجهیزات خانگی دارند. سنسورهای دما به شیوه‌های مختلفی طراحی می‌شوند و تکنولوژی‌های مختلفی برای اندازه‌گیری دما دارند، از جمله مقاومتی، ترموکوپل، نیمه‌هادی‌ها و مادون قرمز.
انواع سنسورهای دما
سنسورهای دما به چند دسته اصلی تقسیم می‌شوند که هرکدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند.
1. ترموکوپل (Thermocouple)
ترموکوپل‌ها یکی از رایج‌ترین انواع سنسورهای دما هستند که از دو فلز متفاوت تشکیل شده‌اند و در نقطه‌ای به هم متصل می‌شوند. تفاوت دمای بین دو نقطه باعث ایجاد ولتاژ در دو سر سیم‌ها می‌شود که می‌توان از آن برای اندازه‌گیری دما استفاده کرد. ترموکوپل‌ها در دماهای بسیار بالا و همچنین محیط‌های صنعتی سخت کاربرد دارند و محدوده اندازه‌گیری وسیعی دارند.
2. سنسورهای RTD (Resistive Temperature Detector)
سنسورهای RTD از یک ماده مقاومتی (معمولاً پلاتین) ساخته می‌شوند که مقاومت آن با تغییر دما تغییر می‌کند. این سنسورها دقت بالایی دارند و معمولاً در کاربردهایی که به دقت بالا نیاز است، مانند فرآیندهای شیمیایی و آزمایشگاهی، استفاده می‌شوند. سنسورهای RTD در مقایسه با ترموکوپل‌ها دقت بیشتری دارند اما معمولاً محدوده اندازه‌گیری کمتری دارند.
3. ترمیستور (Thermistor)
ترمیستورها نیز نوعی سنسور مقاومتی هستند، اما بر خلاف RTDها، از مواد نیمه‌هادی ساخته شده‌اند که مقاومتشان به شدت با تغییر دما تغییر می‌کند. ترمیستورها دو نوع اصلی دارند:
- PTC (Positive Temperature Coefficient): مقاومت با افزایش دما افزایش می‌یابد.
این سنسورها به دلیل دقت بالا و قیمت کم در دستگاه‌های پزشکی، خودرو و لوازم خانگی استفاده می‌شوند.
- NTC (Negative Temperature Coefficient): مقاومت با افزایش دما کاهش می‌یابد.
4. سنسورهای دمای مادون قرمز (Infrared Temperature Sensor)
این سنسورها با استفاده از امواج مادون قرمز دمای جسم را از فاصله اندازه‌گیری می‌کنند. آنها برای اندازه‌گیری دمای اجسامی که به‌سختی قابل دسترسی هستند یا در حال حرکت‌اند، مانند قطعات ماشین‌آلات صنعتی و انسان‌ها، بسیار مفیدند.
5. سنسورهای نیمه‌هادی (Semiconductor Temperature Sensors)
این سنسورها از تکنولوژی نیمه‌هادی‌ها مانند دیودها و ترانزیستورها استفاده می‌کنند و معمولاً در مدارات الکترونیکی، کامپیوترها و گوشی‌های موبایل برای پایش دما به کار می‌روند. آنها نسبت به سایر سنسورها قیمت کمتری دارند، اما دامنه دمایی محدودتری دارند.
کاربردهای سنسورهای دما
سنسورهای دما به دلیل تنوع در طراحی و کارکردشان، در حوزه‌های متعددی کاربرد دارند:
- صنایع خودروسازی: سنسورهای دما در موتور، اگزوز و سیستم تهویه خودروها برای پایش و کنترل دما به کار می‌روند.
- صنایع غذایی: در فرآیندهای تولید، ذخیره‌سازی و پخت غذا برای اطمینان از ایمنی و کیفیت محصول از این سنسورها استفاده می‌شود.
- پزشکی: سنسورهای دمای مادون قرمز برای اندازه‌گیری دمای بدن و سایر تجهیزات پزشکی مانند انکوباتورها و یخچال‌های ذخیره‌سازی دارو کاربرد دارند.
- صنایع الکترونیک: از سنسورهای دما برای پایش دمای مدارات و قطعات الکترونیکی استفاده می‌شود.
- ساختمان‌های هوشمند: در سیستم‌های تهویه و گرمایش برای کنترل دما و بهینه‌سازی مصرف انرژی به کار می‌روند.
نحوه عملکرد سنسورهای دما
عملکرد هر سنسور دما بسته به نوع آن متفاوت است. اما اصول کلی به این صورت است که سنسور تغییرات دما را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند. این سیگنال توسط تجهیزات اندازه‌گیری یا سیستم‌های کنترلی تفسیر می‌شود و می‌تواند برای نمایش دما یا انجام اقدامات اصلاحی (مانند روشن و خاموش کردن یک سیستم گرمایشی) استفاده شود.
