धातु विस्तार के सिद्धांत के आधार पर डिज़ाइन किए गए सेंसर
परिवेश के तापमान में परिवर्तन के जवाब में धातुएं फैलती हैं, और सेंसर इस प्रतिक्रिया को विभिन्न तरीकों से संकेतों में परिवर्तित कर सकते हैं।
बाईमेटेलिक स्ट्रिप सेंसर: बाईमेटैलिक स्ट्रिप्स में दो धातुएँ होती हैं जिनमें विस्तार के विभिन्न गुणांक एक साथ बंधे होते हैं। तापमान परिवर्तन के साथ, सामग्री ए अन्य धातु की तुलना में अधिक फैलती है, जिससे पट्टी मुड़ जाती है। इस मोड़ की वक्रता को आउटपुट सिग्नल में परिवर्तित किया जा सकता है।
बाईमेटेलिक रॉड और ट्यूब सेंसर: जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, धातु ट्यूब (सामग्री ए) की लंबाई बढ़ती है, जबकि गैर-विस्तारित स्टील रॉड (धातु बी) की लंबाई नहीं बढ़ती है। स्थिति में परिवर्तन के कारण धातु ट्यूब के इस रैखिक विस्तार को प्रसारित किया जा सकता है। इसके विपरीत, इस रैखिक विस्तार को आउटपुट सिग्नल में परिवर्तित किया जा सकता है।
तरल पदार्थ और गैसों के विरूपण वक्रों के आधार पर डिज़ाइन किए गए सेंसर: तरल पदार्थ और गैसें भी तापमान के साथ मात्रा में परिवर्तन से गुजरती हैं।
विभिन्न संरचनाएं इस विस्तार परिवर्तन को स्थिति परिवर्तन में परिवर्तित कर सकती हैं, इस प्रकार स्थिति परिवर्तन आउटपुट (पोटेंशियोमीटर, सेंसिंग बायस, बैफल्स, आदि) उत्पन्न कर सकती हैं।
प्रतिरोध संवेदन: किसी धातु का प्रतिरोध तापमान के साथ बदलता है।
विभिन्न धातुओं के लिए, प्रतिरोध में परिवर्तन तापमान में प्रत्येक डिग्री सेल्सियस परिवर्तन के साथ भिन्न होता है, और इस प्रतिरोध मान को सीधे आउटपुट सिग्नल के रूप में उपयोग किया जा सकता है।
प्रतिरोध परिवर्तन दो प्रकार के होते हैं:
सकारात्मक तापमान गुणांक: तापमान वृद्धि=प्रतिरोध वृद्धि
तापमान में कमी=प्रतिरोध में कमी
नकारात्मक तापमान गुणांक: तापमान वृद्धि=प्रतिरोध में कमी
तापमान में कमी=प्रतिरोध में वृद्धि
थर्मोकपल सेंसिंग
थर्मोकपल में विभिन्न सामग्रियों के दो धातु के तार होते हैं जिन्हें उनके सिरों पर एक साथ वेल्ड किया जाता है। बिना गर्म किए गए क्षेत्र के परिवेश के तापमान को मापकर, गर्म बिंदु का तापमान सटीक रूप से निर्धारित किया जा सकता है। क्योंकि इसमें विभिन्न सामग्रियों के दो कंडक्टरों की आवश्यकता होती है, इसे थर्मोकपल कहा जाता है। विभिन्न सामग्रियों से बने थर्मोकपल का उपयोग विभिन्न तापमान सीमाओं में किया जाता है, और उनकी संवेदनशीलता भी भिन्न होती है। थर्मोकपल संवेदनशीलता आउटपुट संभावित अंतर में परिवर्तन को संदर्भित करती है जब गर्म बिंदु का तापमान 1 डिग्री बदलता है। धातु सामग्री द्वारा समर्थित अधिकांश थर्मोकपल के लिए, यह मान लगभग 5 और 40 माइक्रोवोल्ट/डिग्री के बीच है।
क्योंकि थर्मोकपल तापमान सेंसर की संवेदनशीलता सामग्री की मोटाई से स्वतंत्र होती है, तापमान सेंसर बहुत पतली सामग्री का उपयोग करके बनाया जा सकता है। क्योंकि थर्मोकपल बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली धातु सामग्री में उत्कृष्ट लचीलापन होता है, इन छोटे तापमान संवेदन तत्वों में अत्यधिक उच्च प्रतिक्रिया गति होती है और तेजी से बदलती प्रक्रियाओं को माप सकते हैं।