09-24-2010, 08:53 PM
|
عضو فعال
|
|
تاريخ التسجيل: Jun 2010
الدولة: مصر
المشاركات: 53
معدل تقييم المستوى: 14
|
|
5- حساسات (مستشعرات) درجة الحراة
النوع الأول : الإزدواج المعدنى
أبسط شكل لحساس لدرجة الحرارة والذى يمكن إستخدامه لإعطاء إشارة توصيل وفصل **–off عند الوصول إلى درجة حرارة معينة هو عنصر الإزدواج المعدنى Bimetal .
يتكون الازدواج المعدنى من شريحتين من معدنين مختلفتين (مثل النحاس والحديد ) موصلان معا كما فى الشكل . المعدنان لهما معامل تمدد مختلف , ولذلك عند زيادة درجة حرارة شريحة الازدواج المعدنى يزداد إنحناؤها لدرجة أن أحد المعدنين يتمدد أكثر من الآخر . المعدن الاكثر تمددا يكون بالجانب الخارجى للإحناء .عندما تبرد الشريحة يحدث العكس .
هذه الحركة للشريحة يمكن إستخدامها فى عمل وصل أو فصل تلامسات كهربائية وبالتالى فعند درجة حرارة معينة سوف تسبب وصل أو فصل **−off للتيار فى الدائرة الكهربية .
الجهاز بهذه الطريقة ليس دقيقا بما فيه الكفاية ولكنه يستخدم كمنظم لدرجة الحرارة (يسمى ثرموستات) فى الأجهزة المنزلية مثل التدفئة المركزية والمكاوى والسخانات والأفران .
النوع الثانى : حساس "كاشف الحرارة ذو المقاومة " RTD
المقاومة الكهربائية للمعادن أو أشباه الموصلات تتغير مع درجة الحرارة .
فى حالة المعادن : يستخدم البلاتين أو النيكل أو سبائك النيكل حيث تتغير مقاومتها بطريقة خطية و فى مدى واسع مع درجة الحرارة على الرغم من أن التغير الفعلى فى المقاومة لكل درجة صغير نسبيا .
فى حالة اشباه الموصلات : مثل الثرمستور الذى يظهر تغيرات كبيرة فى المقاومة لكنها غير خطية .
مثل هذه الكواشف يمكن إستخدامها كأحد أذرع قنطرة هويستون وخرج القنطرة يؤخذ كمقياس لدرجة الحرارة كما فى الشكل .
وكطريقة أخرى يمكن إستخدام دائرة مقسم جهد حيث يسبب التغير فى مقاومة الثرمستور تغير فى هبوط الجهد على مقاومة كما فى الشكل ب .
الخرج من الطريقتان يكون إشارة تناظرية تؤخذ كمقياس لدرجة الحرارة .
النوع الثالث : الدايودات الحرارية والترانزستورات الحرارية :
الدايودات والترانزستورات تستخدم كحساسات لدرجة الحرارة لأن معدل إنتشار الشحنات الموجبة والسالبة خلال وصلات أشباه الموصلات تتأثر بدرجة الحرارة .
كما توجد دوائر متكاملة تجمع بين هذه العناصر الحساسة للحرارة مع دوائر خاصة لإعطاء جهد خرج مرتبط كدالة بدرجة الحرارة.
الدائرة المتكاملة الأوسع انتشارا هى LM35 والتى تعطى خرج 10 mV/C (10 ملى فولت لكل درجة مئوية ) عندما تغذي بجهد +5 V كما فى الشكل أ .
يمكن عمل مفتاح رقمى (**-off) لدرجة الحرارة من حساس تناظرى وذلك بتوصيل الخرج التناظرى الى دائرة مقارن جهد والذى يقوم بمقارنته بقيمة محددة الضبط وينتج إشارة المنطق 1 عندما يكون جهد دخل درجة الحرارة يساوى أو اكبر من القيمة المحددة الضبط وإن لم يكن كذلك تكون الاشارة بالمنطق 0 .
وهناك دوائر متكاملة ( مثل LM3911N ) تجمع بين عنصر الإحساس الحرارى مع مكبر عمليات . عند توصيلها كمقارن (الشكل ب ) فإن الخرج يتحول كلما وصلت درجة الحرارة إلى نقطة الضبط وتعطى مباشرة متحكم فى درجة الحرارة على شكل **-off .
النوع الرابع : الإزدواج الحرارى (ثرموكابل) thermocouple
هذا النوع شائع الاستعمال .
يتكون الإزدواج الحرارى أساسا من سلكين غير مثماثلين A و B يشكلان وصلة كما فى الشكل.
عند تسخين الوصلة بحيث تكون فى درجة حرارة أعلا من الوصلات الأخرى بالدائرة (والتى تحفظ فى درجة حرارة باردة وثابتة ) تتولد قوة دافعة كهربية تعتمد على درجة حرارة الوصلة الساخنة .
الجهد الناتج بالإزدواج الحرارى صغير ويحتاج إلى تكبير قبل توصيله إلى دخل القناة التناظرية للمتحكم . كما يلزم دوائر لتعويض درجة حرارة الوصلة الباردة لأن درجة حرارتها تؤثر على قيمة القوة الدافعة الكهربية المتولدة بالوصلة الساخنة .
دوائر التكبير والتعويض وأيضا التنقية أو الترشيح تستخدم لتقليل تأثير التداخلات من المنبع 50 Hz غالبا ما تدمج فى وحدة معالجة للإشارة .
6- حساسات ألموضع والإزاحة :
|