هو أداة (مجس) لقياس درجة الحرارة، وهو من أقدم أنواع المجسات، ويعتمد مبدأ عمله على تغير مقاومة المعادن مع درجات الحرارة، ويتم اختيار معادن ذات معامل حراري كبير (زيادة الحساسية) وتكون ذات معامل حراري موجب – أي تزيد المقاومة بزيادة درجات الحرارة – ويكون السلك رفيعاً جداً يتراوح قطره (0.1 – 0.05) ملم وذا مقاومة عالية للتآكل، ويكون ملفوفاً على عازل من السيراميك، والشكل (5) يبين تركيب الكاشف الحراري وتختلف العلاقة بين المقاومة ودرجات الحرارة من مادة إلى أخرى، ويمكن حساب قيمة المقاومة بالمعادلة التالية:

R = R_O (1 + a T +b T²+ c T³ + ...)

ويتم تبسيطها للتقريب المتغيرين فتصبح المعادلة

R=R_o (1 + a T + b T²)

في بعض أنواع المعادن تعمل على متغير واحد فقط.

حيث:

T    : درجة الحرارة.

     R: المقاومة عند درجة الحرارة (قيمة المقاومة الجديدة).

R_O   : المقاومة عند درجة حرارة الصفر المئوي.

a, b, c ثوابت تعتمد على نوع المادة.

• أمثلة على الثوابت:

البلاتين  : 0.00000588 = a = 0.0039,  b

النحاس  : 0.0042 = a

شكل (5)

• أنواع الكواشف الحرارية

توصف الكواشف الحرارية تبعاً لمادة التصنيع، ومن أشهرها:

1- الكواشف الحرارية البلاتينية.

2- الكواشف الحرارية النحاسية.

3- الكواشف الحرارية النيكلية.

و يبين الجدول (2) خواص الكواشف الحرارية المستخدمة (قطر السلك المستخدم 0.1 ملم)

جدول (2) خواص الكواشف الحرارية المستخدمة

• خصائص الكواشف الحرارية

1- الدقة: تتراوح نسبة الخطأ بين (0.5 - 1) درجة.

2- الاستقرارية: نسبة التغير في المقاومة مع تغير درجات الحرارة تبقى ثابتة مع الزمن.

3- الاستجابة: وهي الزمن اللازم حتى يعطي قيمة جديدة مستقرة تتناسب مع التغير الذي حصل.

4- التسخين الذاتي: هو التغير في مقاومة الكاشف نتيجة الحرارة المتولدة من الشكل (7) تغير المقاومة النسبية للكواشف الحوارية مع تغير درجة الحرارة مرور التيار الكهربائي فيه.

منحنى الكواشف الحرارية (المقاومة النسبية مع درجات الحرارة) يبين الشكل (6) علاقة المقاومة الكهربائية النسبية R/R_O مع درجات الحرارة حيث R_O مقاومة المادة عند درجة حرارة الصفر المئوي وR المقاومة عند درجة حرارة القياس.

شكل (6)

مثال:___________________________________________

میزان حرارة إلكتروني تمثيلي:

لزيادة حساسية القياس يتم توصيل الكواشف الحرارية بدارة جسرية (قنطرة ويتستون) ويمكن تحويل التغير في المقاومة الناتج عن تغير في درجات الحرارة إلى تغير في فرق الجهد أو تغير في شدة التيار حسب الاستخدام المطلوب.

الدارة في الشكل (7) تمثل دارة ميزان حرارة تمثيلي مدى القياس متغير (ممكن حسب التدريج المطلوب) هذا المثال عمل تدريج  لدرجات الحرارة من (100 – 0) درجة مئوية، لذا يتم قياس مقاومة الكاشف الحراري على درجة صفر، وتسميتها R_f1، وقياس مقاومة الكاشف على درجة حرارة 100 وتسميتها R_f2.

شكل (7)

في البداية وضع المفتاح على توصيلة وتغيير قيمة المقاومة المتغيرة R لنحصل على أقل تدريج، ومن ثم وضع المفتاح على توصيلة R_f2 وتغيير قيمة المقاومة المتغيرة R_p2 لنحصل على أعلى انحراف للمؤشر. ثم تقسم المسافة بين النقطتين بالتساوي من (100 – 0). يوصل المفتاح في النهاية على وصلة TDR₂، ويكون المؤشر يدل على قيمة المقاومة الحالية.

ممكن تغيير المدى المراد قياس درجات الحرارة به فقط بتغيير نقاط الضبطR_f2 ، R_f1 حسب درجات الحرارة المطلوبة.

مواضيع ذات صلة

الحساسات النانوية لرصد وتعقب حرائق الغابات

التكامل بين تكنولوجيا النانو وتكنولوجيا الاستشعار من بعد لرصد تلوث الهواء الجوي

الحساسات النانوية للحالة الصلبة

الحساسات النانوية لرصد ملوثات الهواء

تكنولوجيا النانو وصناعة الحساسات

الحساسات النانوية

تقنية النانو في الطباعة على الأسطح Nano–Lithography

تقنية الطباعة على الأسطح Lithography

التنافس العالمي في إنتاج الحاسبات المعتمدة على تكنولوجيا النانو

قانون مور

تركيب الترانزستور وكيفية عمله

ماهية الترانزستورات