Download - PROiect (traductoare)

Transcript

CUPRINSARGUMENT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .pag 3 GENERALITATI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .pag 4 I. CLASIFICARE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag7 a)Traductoare Parametrice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag 8 b)Traductoare Generatoare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag 9 II. TIPURI DE TRADUCTOARE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag 10 1.Traductoare de pozitie si deplasare 2.Traductoare rezistive de deplasare 3.Traductoare inductive de deplasare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag 11a)Traductor inductiv cu armtur mobil b)Traductor inductiv cu miez mobil

4. Traductoare capacitive de deplasare . . . . . . . . . . . . . . . . . pag 12a) traductoare cu dielectric b) traductoare cu suprafa c) traductoare cu distan

5. Traductoare de for i cupluri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag 12 6. Traductoare de presiune . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .pag 13 7. Traductoare de nivel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .pag 14a) Traductorul de nivel cu plutitor b)Traductorul de nivel cu imersor

8. Traductoare de debit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .pag 15a) Traductorul de debit cu palet b) Traductorul electromagnetic de debit

9. Traductoare de temperatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .pag 16 10. Traductoarele termorezistive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag 16 11. Traductoare termoelectrice (termocuple) . . . . . . . . . . . . . pag 17 ANEXE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .pag 19 BIBLIOGRAFIE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag 252

ARGUMENT

Scopul lucrrii este de a face o prezentare a pricipiilor de funcionare ale celor mai uzuali senzori din compunerea traductoarelor analogice i digitale de msurare a vitezei de rotaie, modul de etalonare ct i posibilitile de afiare i prelucrare a informaiilor obinute de la acetia. Ansamblul format dintr-un senzor integrat in acelai circuit (chip) cu elementul de adaptare poart numele de traductor "integrat". Recent a aprut conceptul de senzor sau traductor "inteligent" care prezint asocierea unui traductor cu un microprocesor (microcontroller). Astfel se pot obine semnale de ieire cu mare imunitate la perturbaii,liniarizarea caracteristicii de conversie a mrimii de intrare x(t) in mrime de ieire y(t), autocalibrarea, corecii fa de diveri factori de influen, generarea unor mrimi de control. Traductoarele inteligente au dezvoltat rapid ca elemente componente principale ale sistemelor automate, de msur, monitorizare i control, precum i n domeniul roboticii industriale. Senzorii i traductoarele de nivel se folosesc pentru atingerea nivelului minim i maxim dintr-un recipient ct i pentru comanda de punere n funciune a dispozitivelor de umplere a rezervoarelor sau de umplerea lor. Msurarea nivelului n recipieni este foarte important pentru multe procese tehnologice i pentru evaluarea stocurilor existente. Din punct de vedere al energiei, indispensabil desfaurrii procesului de msurare, senzorii se pot clasifica n senzori activi (generatori), senzori pasivi (parametrici). n procesul de msurare a nivelului pot aprea o serie de probleme specifice ca, de exemplu: vase speciale sub presiune sau la temperaturi nalte, prezena spumei la suprafaa exterioar sau aturbulenelor, corozitatea substanelor folosite etc. Aceste probleme serezolv prin soluii constructive adecvate. Cele mai simple traductoarede nivel se bazeaz pe fora arhimedic: evident, ele pot fi folosite numai n cazul lichidelor. Traductoarele de presiune reprezint una dintre categoriile de traductoare care cunosc o larg raspndire n automatizrile industriale, presiunea constituind un parametru de baz pentru numeroase procese tehnologice. In multe ramuri industriale, ca de exemplu industria petrolului, chimiei,termoenergetic etc., reglarea presiunii este chiar determinanta pentru asigurarea desfaurrii corecte a ntregului proces tehnologic.

3

GENERALITAT, PERFORMANE, CLASIFICARE n scopul msurrii mrimilor fizice care intervin ntr-un proces tehnologic, este necesar, de obicei, convertirea acestora n mrimi de alt natur fizic pentru a fi introduse cu uurin ntr-un circuit de automatizare. Traductoarele sunt elemente din structura sistemelor automate care au rolul de a msura valorile parametrului reglat i de a converti acest parametru (de obicei o mrime fizic neelectric) ntr-o mrime fizic (de obicei electric) dependent de prima, compatibil cu mrimea de intrare n elementul urmtor al sistemului. Traductoarele sunt cunoscute i sub denumirea de elemente de msur, destinate msurrii mrimilor conduse i a unor mrimi semnificative, pe baza crora se pune n eviden echilibrul proceselor Prin intermediul traductoarelor putem obine informaiile necesare conducerii automate a proceselor n circuit nchis Traductoarele sunt montate de regul pe bucla de reacie. Structura general a traductoarelor este foarte diferit, de la un tip de traductor la altul, cuprinznd unul, dou sau mai multe convertoare conectate n serie. n majoritatea cazurilor, structura general a unui traductor este cea din figura urmtoare:Xi Xo Xe

Element sensibil

Adaptor

Traductor

Elementul sensibil numit i detector, efectueaz operaia de msurare propriuzis, lund contact cu mediul al crui parametru se msoar; este specific fiecrui parametru msurat; Adaptorul numit i transmiter asigur transformarea (adaptarea) semnalului msurat ntr-un alt semnal, n general electric sau pneumatic, unificat, semnal ce se preteaz pentru transmiterea la distan. De obicei, adaptorul cuprinde i sursa de energie care face posibil convertirea mrimii Xo n mrimea Xe. 4

Funcionare: Mrimea de intrare Xi (de exemplu: presiune, nivel, for etc.) este convertit de ctre elementul sensibil ntr-o mrime intermediar X0 (deplasare liniar sau rotire), care este transformat n mrimea de ieire Xe (tensiune electric, rezisten electric, inductan, capacitate etc.), aplicat circuitului de automatizare cu ajutorul adaptorului. Mrimea de ieire a traductoarelor : pentru sistemul electronic unificat E, este un semnal electric n gama 2-10 mA pentru sistemul electronic nou de automatizare (S.N.A.) (sistemul electronic unificat F) este un semnal electric n gama 4-20 mA pentru sistemul unificat pneumatic folosesc ca semnal unificat presiunea de 0.2-1daN/cm2. Caracteristicile generale ale traductoarelor La un traductor, mrimea de intrare Xi i cea de ieire Xe sunt de natur fizic diferit, ns sunt legate ntre ele printr-o relaie general de dependen de forma: Xe = f(Xi) (5.1) Relaia de dependen poate fi o funcie liniar sau neliniar, cu variaii continue sau discontinue. caracteristica static a traductorului - este reprezentarea grafic a relaiei generale de dependen dintre mrimea obinut la ieirea traductorului i mrimea aplicat la intrarea sa; este prezentat n figura urmtoare:

X Xe

e

max

X

e min

Xi min Ximax

Xi

Performanele traductoarelor pot fi apreciate pe baza urmtoarelor caracteristici: 5

natura fizic a mrimilor i de ieire de intrare (presiune, debit, tempe-ratur, deplasare etc., respectiv rezisten electric, curent, tensiune etc.); puterea consumat la intrare i cea transmis elementului urmtor (de sarcin); de obicei, puterea de intrare este relativ mic (civa wai, miliwai sau chiar mai puin), astfel nct elementul urmtor n schema de automatizare este aproape totdeauna un amplificator;

liniaritatea - se refer la aspectul caracteristicii statice a elementelor i, aceast caracteristic nu trebuie s prezinte curburi i histerezis pe tot domeniul de variaie al mrimilor de intrare i ieire. sensibilitatea absolut sau panta Ka - este raportul dintre variaia mrimii de ieire i a mrimii de intrare: X e Ka = % (5.2) X i sensibilitatea - reprezint limita raportului dintre variaia infinit mic a mrimii de ieire i cea de intrare, cnd ultima tinde spre zero, adic: X e lim X i 0 X i

(5.3)

n mod normal, elementele de msurat prezint un anumit prag de sensibilitate, adic o valoare limit Xi sub care nu mai apare o mrime msurabil la ieire. panta medie (Km) - se obine echivalnd caracteristica static cu o dreapt avnd coeficientul unghiular: Km = tg Ka (5.4)

domeniul de msurare - definit de pragurile superioare de sensibilitate Xi max i Xe max i de cele inferioare Xi min i Xe min; reprezint intervalul n care variaz mrimea de intrare i n care traductorul are precizia cerut. precizia definit n funcie de eroarea relativ a traductorului, exprimat n procente: X e P= % (5.5) Xe rapiditatea sau timpul de rspuns - reprezint intervalul de timp n care un semnal aplicat la intrare se va resimi la ieirea elementului; acest timp poate fi orict de mic, dar niciodat nul, putnd fi asimilat cu ineria. fineea sau gradul de finee - se caracterizeaz prin cantitatea de energie absorbit de traductor din mediul de msur, recomandndu-se s fie ct mai 6

mic pentru a nu influena desfurarea procesului; alegerea traductorului se va face n funcie de parametrul reglat, n funcie de mediul de msur, n funcie de tipul semnalului: continuu, electric sau neelectric, discontinuu, .a. comportarea dinamic - caracteristic ce se refer la capacitatea elementului traductor de a reproduce ct mai exact i fr ntrziere variaiile mrimii msurate. reproductibilitatea - reprezint proprietatea elementelor de a-i menine neschimbate caracteristicile statice i dinamice pe o perioad ct mai lung de timp, n anumite condiii de mediu admisibile.

I . CLASIFICAREA TRADUCTOARELOR temperatur debit mrimi neelectrice traductoare de mrime presiune nivel umiditate vitez etc. tensiune mrimi electrice curent rezisten frecven etc. gazoanalizoare traductoare de calitate (caracteristici ale compoziiei corpurilor) traductoare de pH spectrografe etc. traductoare parametrice (transform o mrime neelectric ntr-un parametru de circuit electric) rezistive inductive capacitive fotoelectrice etc. traductoare generatoare (transform o mrime neelectric ntr-o for electromotoare) de inducie sincrone piezoelectrice termoelectrice etc.

dup natura mrimii de intrare

dup natura mrimii de ieire

7

a) Traductoare ParametriceMrimi fizice de baz Mrimi fizice derivate - deplasare liniar; - deplasare unghiular - lungime (dimensiuni geometrice); - grosime; - straturi de acoperire; - nivel - deformaie (indirect for, presiune sau cuplu); - altitudine. - vitez liniar; - vitez unghiular; - debit. - efort unitar; - greutate - acceleraie (vibraie); - cuplu; - presiune (absolut, relativ, vacuum, nivel, debit); - vscozitate. - temperatur ( pentru solide, fluide, de suprafa); - cldur (flux, energie); - conductibilitate termic. - debit de mas - densitate; - componente n amestecuri de gaze; - ioni de hidrogen n soluii. Elemente sensibile tipice

Deplasare

- rezistive; - inductive; - fotoelectrice; - electrodinamice (de inducie, selsine, inductosine).

Vitez

- electrodinamice (de inducie); - fotoelectrice. - termorezistive; - termistoare; - rezistive; - inductive; - capacitive; - piezorezistive; - magnetorezistive. - termorezistene; - termistoare; - termocupluri. - complexe (dilatare+deplasare) - idem ca la for; - termorezistive; - electrochimice; - conductometrice.

For

Temperatur

Mas

Concentraie

8

Radiaie

- umiditate; - luminoas; - termic; - nuclear.

- fotoelectrice; - detectoare n infrarou; - elemente sensibile bazate pe ionizare.

b) Traductoare Generatoare

Mrimea fizic de msurat Temperatura Flux de radiaie optic Fora Presiune Acceleraie Viteza Poziie (Magnet)

Efectul utilizat Termoelectricitate Piroelectricitate Foto-emisie Efect fotovoltaic Efect foto-electric Piezo-electricitate Piezo-electricitate Piezo-electricitate Inducie electromagnetic Efect Hall

Mrimea de ieire Tensiune Sarcina Curent Tensiune Tensiune Sarcina electric Sarcina electric Sarcina electric Tensiune Tensiune

9

II. TIPURI DE TRADUCTOARE 1. Traductoare de pozitie si deplasareTransforma o deplasare liniara sau unghiulara intr-o variatie a unui parametru al unui element pasiv de circuit electric (rezistenta electrica, capacitatea electrica, inductanta magnetica) cele mai simple traductoare de deplasare sunt : rezistive - transform o deplasare liniar sau unghiular ntr-o variaie a rezistenei unui reostat sau a unui poteniometru capacitive - transform o deplasare liniar sau unghiular ntr-o variaie a capacitii electrice a unui condensator inductive - transform o deplasare liniar sau unghiular ntr-o variaie a inductanei unui circuit magnetic variaiile parametrilor de circuit sunt msurate prin determinarea curentului absorbit sau a tensiunii electrice corespunztoare 2. Traductoare rezistive de deplasare Pot fi de deplasare liniar i de deplasare unghiular -.deplasare liniar (a) Funcionare: Subansamblul mobil a crui deplasare liniar se msoar, este conectat solidar cu cursorul ce alunec pe nfurarea rezistiv, astfel c variaia rezistenei electrice este msurat prin cderea de tensiune ntre captul fix de rezisten zero i cursor:

10

+

U

m ax x

U

x

(a) -.deplasare unghiular (b)

(b)

Funcionare: Pentru deplasri unghiulare se utilizeaz un poteniometru de form circular, obinut prin bobinarea unui fir rezistiv pe un suport izolant circular, fir rezistiv peste care alunec un cursor, astfel c, rezistena la ieirea poteniometrului i tensiunea de ieire, cnd acesta este alimentat la o tensiune continu stabilizat, depind numai de unghiul de rotaie . 3. Traductoare inductive de deplasare Clasificare: traductoare inductive cu ntrefier variabil (cu armtur mobil - utilizate n cazul deplasrilor liniare mici (sub 2 mm ) traductoare inductive difereniale cu ntrefier variabil - n cazul unor deplasri ntre 2 mm i 4 mm traductoare inductive difereniale cu miez magnetic mobil - pentru deplasri de ordinul centimetrilor Funcionare: Componentele mobile ale traductoarelor inductive (armtura mobil, respectiv miezul magnetic mobil) sunt solidare cu subansamblul a crui deplasare trebuie determinat, astfel c, prin modificarea distanei x dintre armtura mobil i armtura fix, respectiv deplasarea miezului magnetic mobil n bobina cilindric, se modific practic inductana bobinei deci curentul absorbit de solenoid, respectiv de bobina cilindric. Astfel, curentul indicat de ampermetru este direct proporional cu deplasarea. a)Traductor inductiv cu armtur mobil (pentru deplasri mici, de ordinul zecimilor de milimetru) b)Traductor inductiv cu miez mobil (pentru deplasri mari)

Pentru reducerea perturbaiilor de natur electromagnetic, ntreg ansamblul se ecraneaz. 11

4. Traductoare capacitive de deplasare Se deosebesc trei categorii de traductoare capacitive de deplasare dup relaia capacitii electrice a unui condensator:

S d0

+ d x a) traductoare cu dielectric variabil S + x 0

S

+0 x

b) traductoare cu suprafa variabil

sau

C=

d

.S d

Sx0

+

c) traductoare cu distan variabil

Prin deplasarea dielectricului sau a unei armturi (solidare cu dispozitivul a crui deplasare se msoar) se produce variaia unuia din cei trei parametri (, S, d), variaie ce duce la modificarea capacitii condensatorului, mai uor msurabil. Sensibilitatea traductoarelor e dat de relaia: S = C d

Toate traductoarele capacitive funcioneaz n curent alternativ, la o frecven de cel puin 1 kHz. Se utilizeaz frecvent pentru msurri de deplasri rapide (metoda compensrii) sau prin montarea n punte a dou traductoare identice, unde numai unul dintre traductoare este acionat de mrimea neelectric msurat sau controlat. Armturile se confecioneaz dintr-un material special numit invar, pentru nlturarea erorilor datorate variaiilor de temperatur.

5. Traductoare de for i cupluri Pentru msurarea forei se pot folosi fie traductoare specifice, fie traductoare de deplasare care capteaz fora i o transform ntr-o deplasare. Sunt traductoare elastice care se bazeaz pe modificarea reversibil a formei unei structuri de baz (bar, inel) sub aciunea forei aplicate: msurnd lungirea sau contracia structurii respective, se obin informaii despre mrimea forei care a determinat-o. 12

Odat cu modificrile de natur mecanic (lungime l, seciune S sau rezistivitate electric ) ale unui corp metalic sau semiconductor, supus unei fore, are loc i o modificare a rezistivitii acestuia efectul tensorezistiv, a crui aplicaie o reprezint timbrele tensorezistive. Acestea sunt realizate dintr-un fir conductor dispus n zig-zag sau dintr-o folie conductoare foarte subire ce se depune pe un suport izolator i se lipete pe piesa solicitat. Suportul izolator i adezivul pentru lipire sunt materiale elastice i foarte durabile. suport izolator fir (folie) terminal l Caracteristica de transfer a unui timbru metalic Un timbru tensometric are rezistena nominal ntre 100 i 500 i poate msura deformaii de la civa milimetri pn la civa centimetri 6. Traductoare de presiune Presiunea se definete prin relaia:p= F SF

Principiul de funcionare al traductoarelor de presiune const n convertirea unei presiuni ntr-o deplasare liniar care este convertit apoi ntr-o variaie de tensiune cu ajutorul unui montaj poteniometric sau cu o punte de msur. n funcie de domeniul presiunilor de msurat, elementele sensibile ale acestor traductoare difer.

Elementele sensibile ale traductoarelor de presiune pot fi: membrane elasticep c p a p p

tuburi elasticec

pistoane cu resort

a b

.

.c Membran Silfoane

.c .p Tub Bourdon Pistoane cu resort

Au o sensibilitate relativ redus, precizia lor fiind influenat de vibraii i ocuri, temperatur, umiditate, existena derivei de zero etc. 13

Pentru presiuni foarte mari (sute sau mii de daN/cm 2) se folosesc traductoare de presiune speciale, la care elementul sensibil este executat de obicei din oel inoxidabil i care, sub aciunea unei presiuni, este supus unei dilatri. Acest lucru va duce la variaia lungimii unui fir rezistiv bobinat, adic la variaia rezistenei electrice a acestuia. Pentru msurarea subpresiunilor se utilizeaz : - vacuumetre Pirani, - traductoare de vacuum cu ionizare cu catod cald sau rece (Penning), - traductoare cu ionizare prin radiaii (alfatron) i traductoarele de tip magnetron. 7. Traductoare de nivel Msurarea nivelului n recipieni este foarte important pentru multe procese tehnologice i pentru evaluarea stocurilor existente. Funcionarea traductoarelor de nivel se bazeaz pe aciunea forei arhimedice. Pot fi utilizate numai pentru lichide Cele mai simple traductoare de nivel sunt: Traductoare cu plutitor Traductoare cu imersor

a) Traductorul de nivel cu plutitor La utilizarea traductorului cu plutitor nu este necesar cunoaterea densitii lichidului. Schem de principiu, construcie i funcionare:

tambur: poziia sa relativ d indicaii despre nivelul lichidului contragreutate: echilibreaz micarea plutitoruluiG

x

b)Traductorul de nivel cu imersor Schem de principiu, construcie i funcionare:Fe Fa G

plutitor: se afl permanent pe suprafaa lichidului

resort: fora sa elastic i fora arhimedic sunt echilibrate de greutatea imersorului

x

imersor: parial introdus n lichid i suspendat de resort, i modific poziia n funcie de nivelul lichidului 14

Pentru traductorul cu imersor, este necesar s se tie valoarea densitii lichidului. Se poate adapta foarte uor la un traductor de tipul balan de fore, metoda fiind aplicabil dac se cunoate densitatea lichidului, principalele erori fiind date de dependena de temperatur a densitii, aceste erori putnd fi compensate. 8. Traductoare de debit Msurarea debitului este o problem legat de curgerea unui fluid. Ca fenomen, curgerea este caracterizat prin vitez ns, de cele mai multe ori, intereseaz debitul. Debitul poate fi: volumic QV = volumul de fluid care trece printr-o seciune a conductei de curgere, n unitatea de timp masic Qm = masa de fluid care trece printr-o seciune a conductei de curgere, n unitatea de timp

Q m = . Qvdensitatea fluidului Traductorul de debit cel mai simplu se bazeaz pe faptul c un fluid care curge, poate pune n micare de rotaie un sistem mecanic. a) Traductorul de debit cu palet Se obine prin montarea unei palete pe direcia de curgere a fluidului.

v Funcionare: Datorit curgerii fluidului, asupra paletei acioneaz o for care o rotete n jurul articulaiei, rotire care este pus n eviden printr-un traductor de deplasare unghiular; cu ct fora este mai mare, cu att unghiul este mai mare. Deplasarea paletei n mediul conductor lichid aflat sub aciunea unui cmp magnetic produce, conform legii induciei electromagnetice, o tensiune electromotoare proporional cu viteza de deplasare a lichidului prin conduct. Dezavantaje : msurarea modific debitul de curgere a fluidului iar informaia care se obine este nsoit de erori. b) Traductorul electromagnetic de debit Schema de principiu a unui astfel de traductor este urmtoarea: electrod (metalic) NB

vE1

e

v

S

V 15

H

E2D

pol magnetic (al unui electromagnet)

tub izolator (conduct de curgere)

~U

Indicaia voltmetrului V este proporional cu viteza de curgere, deci cu debitul fluidului. ~ Msurtorile nu sunt influenate de vscozitatea fluidului, densitatea sau conductibilitatea acestuia i nici de modul de curgere laminar sau turbulent. Precizia de msurare este de 1% la lichide cu o conductibilitate minim de 100 S/cm i viteze ntre 0 1 m/s pn la 10 m/s. 9. Traductoare de temperatur Sunt dispozitive care convertesc temperatura ntr-o deplasare sau dilatare (gaz sau metal), ntr-o variaie a unui parametru al circuitelor electrice (de obicei rezisten) sau ntr-o tensiune electromotoare. Funcionarea traductoarelor de temperatur are la baz proprietatea materialelor conductoare de a-i modifica rezistivitatea electric (deci i rezistena electric), n funcie de temperatur, conform relaiei : R = R0 (1 + *)rezistena electric la o temperatur oarecare coeficient de variaie a rezistenei cu rezistena electric la temperatura temperatura de referin (de obicei, 20 C) variaia de temperatur (fa de temperatura de referin)

Cele mai simple traductoare de temperatur sunt temometrele cu sau fr contact (reglabil sau nereglabil), ambele tipuri fiind cu mercur. Msurnd (prin metode cunoscute) rezistena electric a unui conductor cu o anumit temperatur, se pot obine informaii despre valoarea temperaturii respective. 10. Traductoarele termorezistive Din aceast categorie fac parte : termorezistoarele, care sunt traductoare termorezistive metalice, realizate cu materiale conductoare, fie ca o nfurare pe un suport izolant (termorezistene), fie ca un ansamblu de dou conductoare (traductoare bimetalice), fie ca o pelicul (film) depus pe o plac din aluminiu, oxidat (timbre termorezistive) termistoarele, care sunt traductoare termorezistive realizate cu materiale semiconductoare Termorezistenele sunt traductoare la care, odat cu modificarea temperaturii se modific rezistena electric a materialului conductor. Aspectul exterior al termorezistenelor tehnice este similar cu cel al termocuplelor. Elementul sensibil al termorezistenei este realizat dintr-o nfurare conductoare plat sau cilindric, peste un suport izolant din mic, izoplac, ceramic, textolit .a. ; nfurarea conductoare este un fir din platin (-180 +6000 C i mai rar 200 +10000 C), nichel (-100 +2500 C), cupru, wolfram, fier, fir bobinat neinductiv pe suport. Cele mai utilizate sunt termorezistenele din platin, care se folosesc i ca etaloane de temperatur n intervalul 06000C. 16

Traductoare bimetalice - sunt realizate din materiale metalice, fabricate din table sau benzi din componente diferite, unite intim ntre ele i caracterizate de coeficieni de dilatare termic liniar diferii. Prin deformarea lamelei bimetalice la variaii de temperatur, se pot nchide sau deschide contacte electrice fixe sau reglabile cu temperatura. n aplicaiile industriale traductoarele bimetalice sunt elemente eseniale n cazul proteciei la suprasarcini a masinilor electrice, transformatoarelor, conductelor electrice, iar n scopuri mai puin industriale sunt utilizate la aparatele i dispozitivele electrocasice (calorifere, perne, plite, usctoare, fiare de clcat etc.).

Termistoarele - sunt traductoare de temperatur realizate din material semiconductor, fenomenele de conducie n acest caz fiind mult mai complexe. Termistoarele de siliciu au o bun stabilitate pentru temperaturi ntre 50 +120 0C. Pn la 1200C, n mecanismul de conducie intervine dopajul ce reduce mobilitatea purttorilor de sarcin, pentru temperaturi mai mari, datorit ionizrilor termice, rezistena scade cu temperatura. 11. Traductoare termoelectrice (termocuple) Constructiv, se realizeaz din dou conductoare metalice sau aliaje diferite (termoelectrozi) sudate mpreun la unul din capete. Funcionare : prin nclzirea local a sudurii (jonciunea de msurare capt cald), datorit efectului termoelectric direct (efectul Seebeck) se va genera o tensiune termoelectromotoare la capetele libere ale conductoarelor (jonciunea de referin capt rece) indicat de un milivoltmetru. M1 e a. M2 M1 M3 mVTermocuplu Fire de extensie Circuit de msur

b.

Electrodul M3 se utilizeaz la prinderea, lipirea, rsucirea sau sudarea captului cald. Cu toate c sensibilitatea termocuplelor este mai redus dect a termorezistenelor, ele nu produc semnal de ieire dac nu exist o diferen de temperatur, ns sensibilitatea scade foarte mult la temperaturi sczute. Pirometrele Permit msurarea temperaturii prin intermediul energiei radiante, fr contact, n concordan cu legile radiaiei termice. Msurarea se face prin comparaie, adic pe imaginea suprafeei radiante, ce emite o radiaie n spectrul vizibil, se suprapune o lamp etalon. 17

0 eIIi+K IT Xio(t)p EE Timp roX KRA x mpX Tiri0+ p IIiX-+KTMdu Xe(t)Ide XeoI(t)1*ep-t/To( )* i ( tTpe.st0(t) KtrdXK t ) e c(t)(== = K Xm U(t) 0 p 30 tX( T/2et )t )25 c Xo lucru 1 +dt * dt TM K K minute

Xr Xr

Reglnd curentul de filament se va modifica temperatura acestuia i implicit culoarea.

Tm > Tf

Tm = Tf

Tm < Tf

n funcie de temperatura filamentului Tf, valoarea curentului prin acesta constituie o msur a temperaturii urmrite Tm . Pirometrele obinuite au domeniile: 7000C (filament rou nchis) i temperatura maxim a filamentului 15000C, dar pot fi extinse pn la 30000C prin utilizarea unor atenuatoare optice. Pirometrele sunt foarte mult utilizate n siderurgie (metalurgie) pentru msurarea temperaturii arjei n cuptoare, furnale etc.

18