विश्वसनीय तापमान माप करने के लिए, पहला कदम सही तापमान उपकरण का चयन करना है, जिसे तापमान सेंसर भी कहा जाता है। थर्मोकपल, थर्मिस्टर्स, प्लैटिनम प्रतिरोध थर्मामीटर (आरटीडी), और तापमान आईसी परीक्षण में सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले तापमान सेंसर में से हैं।
निम्नलिखित थर्मोकपल और थर्मिस्टर्स की विशेषताओं का परिचय है।
थर्मोकपल: तापमान माप में थर्मोकपल सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला तापमान सेंसर है। उनका मुख्य लाभ एक विस्तृत तापमान सीमा और विभिन्न वायुमंडलीय वातावरणों के लिए अनुकूलन क्षमता है। वे मजबूत भी हैं, सस्ते भी हैं, बिजली की आपूर्ति की आवश्यकता नहीं है और सबसे सस्ता विकल्प हैं। थर्मोकपल में दो अलग-अलग धातु के तार (धातु ए और धातु बी) एक छोर पर जुड़े होते हैं। जब थर्मोकपल का एक सिरा गर्म होता है, तो थर्मोकपल सर्किट में एक संभावित अंतर मौजूद होता है। मापा संभावित अंतर का उपयोग करके तापमान की गणना की जा सकती है।
हालाँकि, वोल्टेज और तापमान के बीच का संबंध गैर-{0}}रैखिक है। इस गैर-{2}}रैखिक संबंध के कारण, संदर्भ तापमान (Tref) के लिए दूसरे माप की आवश्यकता होती है। अंततः थर्मोकपल तापमान (टीएक्स) प्राप्त करने के लिए वोल्टेज -तापमान रूपांतरण को परीक्षण उपकरण के सॉफ़्टवेयर या हार्डवेयर द्वारा आंतरिक रूप से संसाधित किया जाता है। Agilent 34970A और 34980A दोनों डेटा अधिग्रहण इकाइयों ने माप और प्रसंस्करण क्षमताओं में निर्माण किया है।
संक्षेप में, थर्मोकपल सबसे सरल और सबसे बहुमुखी तापमान सेंसर हैं, लेकिन वे उच्च परिशुद्धता माप और अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त नहीं हैं।
दूसरी ओर, थर्मिस्टर्स अर्धचालक सामग्रियों का उपयोग करते हैं और ज्यादातर नकारात्मक तापमान गुणांक रखते हैं, जिसका अर्थ है कि तापमान बढ़ने पर उनका प्रतिरोध कम हो जाता है। तापमान परिवर्तन के कारण बड़े प्रतिरोध परिवर्तन होते हैं, जिससे वे सबसे संवेदनशील तापमान सेंसर बन जाते हैं। हालाँकि, थर्मिस्टर्स में बेहद खराब रैखिकता होती है और ये विनिर्माण प्रक्रिया पर अत्यधिक निर्भर होते हैं। निर्माता मानकीकृत थर्मिस्टर प्रोफ़ाइल प्रदान नहीं करते हैं।
थर्मिस्टर बहुत छोटे होते हैं और तापमान परिवर्तन पर तुरंत प्रतिक्रिया करते हैं। हालाँकि, उन्हें एक वर्तमान स्रोत की आवश्यकता होती है, और उनका छोटा आकार उन्हें स्व-हीटिंग त्रुटियों के प्रति बेहद संवेदनशील बनाता है।
थर्मिस्टर्स दो तारों पर पूर्ण तापमान मापते हैं, जो अच्छी सटीकता प्रदान करते हैं, लेकिन वे थर्मोकपल की तुलना में अधिक महंगे हैं, और उनकी मापने योग्य तापमान सीमा छोटी है। आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले थर्मिस्टर में 25 डिग्री पर 5kΩ का प्रतिरोध होता है, 1 डिग्री तापमान परिवर्तन के कारण 200Ω प्रतिरोध परिवर्तन होता है। ध्यान दें कि 10Ω लीड प्रतिरोध केवल 0.05 डिग्री की नगण्य त्रुटि प्रस्तुत करता है। यह तीव्र और संवेदनशील तापमान माप की आवश्यकता वाले वर्तमान नियंत्रण अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है। इसका छोटा आकार सीमित स्थान वाले अनुप्रयोगों के लिए फायदेमंद है, लेकिन स्वचालित हीटिंग त्रुटियों को रोका जाना चाहिए।
थर्मिस्टर्स की अपनी माप तकनीकें भी होती हैं। उनका छोटा आकार एक फायदा है; वे जल्दी से स्थिर हो जाते हैं और थर्मल लोड नहीं बनाते हैं। हालाँकि, यह उन्हें कम मजबूत भी बनाता है, और उच्च धाराएँ स्वयं को गर्म करने का कारण बन सकती हैं। क्योंकि थर्मिस्टर एक प्रतिरोधक उपकरण है, कोई भी वर्तमान स्रोत बिजली के कारण गर्मी उत्पन्न करेगा। शक्ति धारा और प्रतिरोध के वर्ग के गुणनफल के बराबर होती है। इसलिए, एक छोटे वर्तमान स्रोत का उपयोग किया जाना चाहिए। तेज़ गर्मी के संपर्क में आने से थर्मिस्टर को स्थायी क्षति होगी।
दो प्रकार के तापमान उपकरणों के इस परिचय का उद्देश्य आपके काम और अध्ययन के लिए सहायक होना है।