מהו חיישן טמפרטורה

חיישן טמפרטורה הוא חיישן שיכול לחוש את הטמפרטורה ולהמיר אותה לאות פלט שמיש. חיישן טמפרטורה הוא החלק המרכזי של מכשיר מדידת טמפרטורה. על פי שיטת המדידה, ניתן לחלק אותו לסוג מגע וסוג ללא מגע, ובהתאם למאפיינים של חומרי חיישנים ורכיבים אלקטרוניים ניתן לחלק אותו להתנגדות תרמית וצמד תרמי.

סוג המגע

לחלק הזיהוי של חיישן טמפרטורת המגע יש מגע טוב עם האובייקט הנמדד, המכונה גם מדחום.
מדי חום משיגים איזון תרמי על ידי הולכה או הסעה, כך שערך המדחום יכול לייצג ישירות את הטמפרטורה של האובייקט הנמדד. בדרך כלל, דיוק המדידה גבוה יותר. מדחום יכול גם למדוד את התפלגות הטמפרטורה בתוך חפץ בטווח טמפרטורות מסוים. אבל עבור הגוף הנע, מטרה קטנה או קיבולת תרמית קטנה של האובייקט ייצרו שגיאת מדידה גדולה, מדחום דו מתכתי בשימוש נפוץ, מדחום נוזלי זכוכית, מדחום לחץ, מדחום התנגדות, תרמיסטור וצמד תרמי. הם נמצאים בשימוש נרחב בתעשייה, חקלאות, מסחר ומגזרים אחרים. אנשים משתמשים לעתים קרובות במדחום אלו בחיי היומיום שלהם. עם היישום הרחב של טכנולוגיה קריוגנית בהנדסת הגנה לאומית, טכנולוגיית חלל, מתכות, אלקטרוניקה, מזון, רפואה, פטרוכימיה ואחרים והמחקר של טכנולוגיית מוליכות-על, פותח מדחום קריוגני למדידת טמפרטורות מתחת ל-120K. כגון מדחום גז בטמפרטורה נמוכה, מדחום ללחץ אדים, מדחום אקוסטי, מדחום מלח פרמגנטי, מדחום קוונטי, התנגדות תרמית בטמפרטורה נמוכה וצמד תרמי בטמפרטורה נמוכה. מדחום לטמפרטורה נמוכה דורש גודל קטן של אלמנט חישת טמפרטורה, דיוק גבוה, הישנות טובה ויציבות. התנגדות הזכוכית הקרבורית העשויה מסינטינג זכוכית סיליקה נקבוביות היא מעין אלמנט חישת טמפרטורה של מדחום בטמפרטורה נמוכה, שניתן להשתמש בו כדי למדוד את הטמפרטורה בטווח של 1.6 ~ 300K.

סוג ללא מגע
האלמנט הרגיש שלו והאובייקט הנמדד אינם יוצרים קשר, הידוע גם כשולחן מדחום ללא מגע. ניתן להשתמש במכשיר למדידת טמפרטורת פני השטח של עצמים נעים, מטרות קטנות וחפצים בעלי קיבולת חום קטנה או שינוי טמפרטורה מהיר (חולף). זה יכול לשמש גם כדי למדוד את התפלגות הטמפרטורה של שדה טמפרטורה.

המדחום הנפוצים ביותר ללא מגע מבוססים על החוקים הבסיסיים של קרינת הגוף השחור ונקראים מדי חום רדיומטריים. תרמומטרית קרינה כוללת את שיטת הבהירות (ראה פירומטר אופטי), שיטת קרינה (ראה פירומטר קרינה), ושיטה קולורימטרית (ראה מדחום קולורימטרי). כל מיני שיטות מדידת טמפרטורת קרינה יכולות למדוד רק את טמפרטורת הזוהר, טמפרטורת הקרינה או הטמפרטורה הקולורימטרית המתאימה.

היתרונות של מדידת טמפרטורה ללא מגע: הגבול העליון של המדידה אינו מוגבל על ידי דרגת התנגדות הטמפרטורה של אלמנט חישת הטמפרטורה, ולכן אין הגבלה לטמפרטורה המקסימלית הניתנת למדידה באופן עקרוני. עבור טמפרטורה גבוהה מעל 1800 מעלות, מדידת טמפרטורה ללא מגע משמשת בעיקר. עם התפתחות טכנולוגיית האינפרא אדום, מדידת טמפרטורת הקרינה התרחבה בהדרגה מאור נראה לאינפרא אדום, ונעשה בה שימוש מ-700 מעלות לטמפרטורת החדר ברזולוציה גבוהה.