Il sensore della temperatura

Il sensore della temperatura

I sensori della temperatura sono componenti elettrici ed elettronici che, in quanto sensori, rendono la temperatura misurabile tramite un determinato segnale elettrico. Possono inviare questo segnale direttamente oppure indirettamente, per es. variando la resistenza. Si definiscono anche come sensori termici oppure termosensori. Un sensore della temperatura è impiegato, tra l’altro, nel comando dei circuito di commutazione. I sensori della temperatura prendono anche il nome di sensori termici oppure termosensori.

Indice

Che tipi di sensori della temperatura esistono e come funzionano?

Sensori della temperatura con variazione della resistenza oppure di altre proprietà fisiche

Componenti con segnale elettrico elaborabile direttamente

Quali materiali riconosce un sensore della temperatura?

Dove sono impiegati i sensori della temperatura?

Quali vantaggi e svantaggi ha un sensore della temperatura

Che tipi di sensori della temperatura esistono e come funzionano?

Come tipi principali si opera una distinzione tra sensori della temperatura che variano la resistenza e sensori della temperatura che funzionano direttamente tramite un segnale fornito.

Sensori della temperatura con variazione della resistenza oppure di altre proprietà fisiche

Conduttori a freddo (PTC) segnalano un aumento della temperatura con una maggiore resistenza.
Conduttori a caldo (NTC), basati su ossidi di metallo oppure semiconduttori, evidenziano l’aumento della temperatura con una riduzione della resistenza. In quando strumenti di misurazione li si definisce anche termistori.

Secondo i materiali impiegati si distinguono le resistenze di misurazione in platino, silicio e ceramica. Possono essere impiegati per intervalli termici differenti. I semiconduttori in ceramica convincono anche come elementi riscaldanti oppure termofusibili autonomi.
In questo settore esistono altri materiali interessanti, come per es. sensori della temperatura con il quarzo flottante come unità di misura, in grado di visualizzare l’aumento della temperatura in modo affidabile, variando la frequenza di risonanza e fornire risultati di misurazione in modo particolarmente preciso.

I materiali piroelettrici reagiscono alle variazioni termiche modificando la densità dei portatori di carica sulla loro superficie. Si giunge a una polarizzazione spontanea. I cosiddetti pirometri misurano l’irradiazione termica.
Gli interruttori bimetallici funzionano meccanicamente e, in caso di aumento della temperatura, azionano un interruttore mediante la curvatura di un bimetallo.
I sensori della temperatura ferromagnetici hanno un magnete permanente che, a seconda della temperatura, genera attrazione oppure repulsione, reggendo magneticamente la tensione della molla oppure azionando un interruttore.
I sensori della temperatura a fibre ottiche elaborano un profilo della temperatura con una fibra in vetro. Essi sfruttano il cosiddetto effetto Raman.

Componenti con segnale elettrico elaborabile direttamente

Si tratta di sensori termici a semiconduttore, integrati, ovvero di circuiti allo stato solido.
In funzione della temperatura, generano

– una corrente
– una tensione
– un segnale digitale

Quali materiali riconosce un sensore della temperatura?

Per il riconoscimento dei materiali sono importanti la tipologia e il metodo di costruzione del sensore della temperatura. Il principio vale in particolare per un sensore della temperatura che visualizza la variazione della temperatura modificando un’altra grandezza fisica oppure proprietà. Molti sensori riconoscono i metalli. Molti sensori riconoscono i metalli.

Dove sono impiegati i sensori della temperatura?

Il sensore della temperatura è presente in molti oggetti della vita quotidiana, come per es. ferri da stiro, tostapane, sensori di movimento e anche negli strumenti (saldatoi a regolazione della temperatura automatizzata). I sensori della temperatura sono impiegati anche in molte applicazioni industriali in cui i circuiti di commutazione devono essere comandati in funzione della temperatura. (telecamere termiche ed elementi riscaldanti automatizzati). Un campo di applicazione tipico è la protezione dal surriscaldamento tramite i microprocessori.

Quali vantaggi e svantaggi ha un sensore della temperatura

I sensori della temperatura possono eseguire misurazioni della temperatura molto precise.
Tuttavia è importante scegliere la tipologia di costruzione adatta per impiegare i sensori in diversi intervalli di temperatura ed ambienti. In alcune tipologie di costruzione occorre comprendere più a fondo la modalità di funzionamento più complessa per ottenere un adattamento ai materiali riconoscibili. Può essere impegnativo integrare un sensore della temperatura. Nella selezione occorre prestare attenzione a componenti di gran pregio, la cui tecnologia è matura e nei quali gli effetti secondari distorsivi, come per es. un riscaldamento del termometro della resistenza, sono ridotti al minimo.