ترمومتر چیست – انواع ترمومتر – کاربردها
دماسنج یا ترمومتر وسیله ایست که برای اندازه گیری حرارت و دما مورد استفاده قرار میگیرد.
این وسیله انواع مختلفی دارد که هر کدام برای کاربرد های خاصی مورد استفاده قرار میگیرند.
دماسنج در بازه وسیعی از صنایع از پزشکی گرفته تا کولر خانه و صنعت مورد استفاده قرار میگیرد.
ترمومترها به انواع مختلفی تقسیم بندی میشوند که هرکدام روش کارشان نیز با یکدیگر متفاوت است.
انواع ترمومتر
ترمومتر جیوه ای:
اساس کار این نوع دماسنجها، استفاده از تغییر حجم جیوه در اثر تغییر دما است.
ترمومتر جیوه ای عمدتا در پزشکی و برای اندازه گیری تب مورد استفاده قرار میگیرند.
در این دماسنجها با تغییر دما، حجم جیوه تغییر کرده(منبسط یا منقبض میشود) و در اثر آن جیوه در ستون درجه بندی شده
جابجا شده و روی درجه دمای مورد نظر قرار میگیرد.
ترمومتر الکلی :
اساس کار این دماسنج ها هم مانند جیوه است اما با این تفاوت که به جای جیوه از الکل استفاده میکند.
دماسنج های الکلی ترمومتر الکلی بیشتر در آزمایشگاه ها مورد استفاده قرار میگیرند.
معمولا این دماسنجها برای بازه دمایی 0-100 درجه سانتی گراد مورد استفاده قرار میگیرند.
دماسنج های الکلی خطر کمتری از نظر سمیت نسبت به دماسنج های جیوه ای دارند و همین هم آنها را به گزینه مناسبی برای اینکار تبدیل کرده است.
ترمومتر دیجیتال:
ترمومتر دیجیتال کاربردهای زیادی دارند و تقریبا در تمامی صنایع مورد استفاده قرار میگیرند.
اساس کار آنها از طریق نیمه رسانا هاست. سنسور آنها نوعی نیمه رسانا است که درصورت تغییر دمای آن، مقاومتش تغییر کرده و درنتیجه این تغییر مقاومت، جریان عبوری از آن نیز تغییر میکند که با کمک آن، میتوان دمای محیط را اندازه گیری کرد.
این ترمومترها در جاهای زیادی دیده میشوند. در یخچال ها، اتو خانه، کولرهای جدید و …
ترموکوپل ها:
اساس کار این نوع ترمومترها به این شکل است که در نوک آنها، دو فلز مختلف به یکدیگر متصل شده اند.
در نتیجه حرارت، در این محل اتصال اختلاف پتانسیل ایجاد میشود.
بر اساس میزان اختلاف پتانسیل ایجادی از آنها میتوان دمایی که در آن قرار دارند را استفاده کرد.
این این ترموکوپل ها معمولا در صنعت بدین شکل استفاده میشود که آنها را با یک سیم فلزی بلند وارد کوره کرده و دمای درون کوره را اندازه گیری میکنند.
ترمومتر لیزری(ترمومتر مادون قرمز – ترمومتر IR):
دماسنجهایی که در بالا معرفی شدند، همگی دماسنج های تماسی بودند.
بدین معنا که برای اندازه گیری دما، نمیتوان از راه دور اقدام کرد و باید دماسنج را وارد محیط کرده و یا به محیط نزدیک کرد.
نوع دیگری از دماسنج ها هستند که با عنوان دماسنج های لیزری ترمومتر لیزری شناخته میشوند.
اساس کار این دماسنج ها به این شکل است که موجی از پرتو مادون قرمز(IR) را ارسال کرده که با جسم برخورد میکند.
در اثر این برخورد، با توجه به دمای جسم، انرژی پرتوهای بازگشتی تغییر میکند که با اندازه گیری این تغییر میتوانند دمای جسم را بدست آورند.
این نوع دماسنج ها بدلیل آنکه میتوانند از راه دور مورد استفاده قرار بگیرند، کاربردهای زیادر در مواردی که امکان نزدیک شدن به منبع حرارت وجود ندارد، پیدا کرده اند.
ترمومترهای لیزری بدلیل همین ویژگی که میتوانند از فاصله چندمتری مورد استفاده قرار بگیرند،
بسیار مورد اقبال وارد شده اند. حتی در خیلی مواردی که محدودیتی برای نزدیک شدن به جسم وجود ندارد هم از این ترمومترها استفاتده میشود.
ترمومتر جیوه ای و الکلی:
مزایا و معایب دماسنجهای جیوه ای و الکلی
دماسنجهای جیوه ای و الکلی دقیق هستند.
بدون استفاده از باتری کار می کنند.
خواندن دقیق درجه ی آنها دشوار است.
سرعت دماسنجهای جیوه ای پایین است.
در صورت شکستن محفظه این دماسنجها باعث آلودگی محیط و (در مورد دماسنج جیوه ای) آسیبهای مغزی می شوند.
مقایسه ی بین دماهای اندازه گیری شده توسط دماسنج الکلی و ترمومتر دیجیتال:
ساده ترین راه برای اندازه گیری دما در یک سیستم آنالوگ استفاده از تغییرات ولتاژ یک دیود
در حالت بایاس معکوس با دماست که برای اندازه گیری دقیق آن به یک یا دو طبقه تقویت کننده با Op-Amp مورد نیاز است.
البته آی سی های گوناگونی به بازار عرضه شده است که معروفترین آن LM35 می باشد که در بازار تهران هم به سهولت در دسترس است.
اما برای اندازه گیری دما در یک سیستم دیجیتال اگر چه می توان ولتاژ خروجی یک سنسور آنالوگ را بوسیله مبدل A/D قرایت نمود
اما این راه علاوه بر بالا بردن قیمت تمام شده حجم مدار را بزرگ کرده به علاوه عیب یابی و تعمیر آنرا را مشکل می کند.
برای حل مشکلات فوق کمپانی های مختلف سنسورهای دمای دیجیتال را به بازار عرضه کرده اند.
این آی سی در انواع مختلفی از نظر نوع خروجی به بازار عرضه شده اند. خروجی سریال، خروجی PWM و خروجی فرکانس از جمله این انواع است.
سنسوری که در اینجا قصد معرفی آنرا داریم MAX6577 و خروجی آن از نوع فرکانس می باشد.
به این معنی که برای قرایت دمای اندازه گیری شده توسط آی سی کافی است فرکانس تولید شده روی خروجی آنرا اندازه بگیریم.
از آنجاییکه خروجی این آی سی یک موج مربعی با دامنه ۵ ولت است اندازه گیری فرکانس آن توسط یک میکروکنترلر کوچک مانند (AT89C2051) بسیار ساده میباشد.
نحوه عملکرد ترمومتر دیجیتال:
دماسنج هاى دیجیتال الکترونیک داراى باترى هاى دکمه‌اى هستند،
از حس‌گرهاى حرارتى الکترونیک براى ثبت دماى بدن استفاده مى‌کنند.
با این دماسنجها مى توان دماى بدن را از طریق مقعد یا زیر بغل در مدت ۳۰ ثانیه یا کمتر اندازه گیرى کرد.
برخى انواع که داراى جلدى یک بار مصرف هستند که پس از مصرف به دور افکنده مى شود، از نظر بهداشتى مناسب‌‌تر هستند.
بیشتر دماسنج هاى دیجیتال پس از اندازه گیرى درجه حرارت، بوق مى‌زنند.
نتیجه به صورت عددى بر روى صفحه‌اى که در قسمت بالایى دسته دماسنج قرار دارد، ظاهر مى‌شود.
دماسنج هاى دیجیتالى بسیار سریع تر از انواع شیشه‌اى هستند.
