Czujniki zaprojektowane w oparciu o zasadę rozszerzalności metalu
Metale rozszerzają się w odpowiedzi na zmiany temperatury otoczenia, a czujniki mogą na różne sposoby przekształcać tę reakcję na sygnały.
Bimetaliczne czujniki paskowe: Paski bimetaliczne składają się z dwóch połączonych ze sobą metali o różnych współczynnikach rozszerzalności. Wraz ze zmianami temperatury materiał A rozszerza się bardziej niż inny metal, powodując wygięcie paska. Krzywiznę tego zakrętu można przekształcić w sygnał wyjściowy.
Bimetaliczne czujniki prętowe i rurkowe: wraz ze wzrostem temperatury zwiększa się długość metalowej rurki (materiał A), podczas gdy długość nierozszerzającego się pręta stalowego (metal B) nie. To liniowe rozszerzanie się metalowej rurki w wyniku zmiany położenia może być przenoszone. I odwrotnie, to rozszerzenie liniowe można przekształcić w sygnał wyjściowy.
Czujniki zaprojektowane w oparciu o krzywe odkształcenia cieczy i gazów: Ciecze i gazy również ulegają zmianom objętości wraz z temperaturą.
Różne konstrukcje mogą przekształcić tę zmianę rozszerzania w zmianę położenia, generując w ten sposób sygnał wyjściowy zmiany położenia (potencjometry, odchylenie czujnika, przegrody itp.).
Wykrywanie rezystancji: Opór metalu zmienia się wraz z temperaturą.
W przypadku różnych metali zmiana rezystancji zmienia się wraz ze zmianą temperatury o każdy stopień Celsjusza, a wartość rezystancji można bezpośrednio wykorzystać jako sygnał wyjściowy.
Istnieją dwa rodzaje zmian oporu:
Dodatni współczynnik temperaturowy: wzrost temperatury=wzrost rezystancji
Spadek temperatury=Spadek rezystancji
Ujemny współczynnik temperaturowy: wzrost temperatury=spadek rezystancji
Spadek temperatury=Wzrost rezystancji
Wykrywanie termopary
Termopara składa się z dwóch metalowych drutów z różnych materiałów, zespawanych ze sobą na końcach. Mierząc temperaturę otoczenia nieogrzewanego obszaru, można dokładnie określić temperaturę ogrzewanego punktu. Ponieważ wymaga dwóch przewodników z różnych materiałów, nazywa się ją termoparą. Termopary wykonane z różnych materiałów są stosowane w różnych zakresach temperatur, a ich czułość również jest różna. Czułość termopary odnosi się do zmiany różnicy potencjałów wyjściowych, gdy temperatura ogrzewanego punktu zmienia się o 1 stopień. W przypadku większości termopar wykonanych z materiałów metalowych wartość ta wynosi w przybliżeniu od 5 do 40 mikrowoltów/stopień.
Ponieważ czułość czujnika temperatury termopary jest niezależna od grubości materiału, czujniki temperatury można wykonać przy użyciu bardzo cienkich materiałów. Ponieważ materiały metalowe stosowane do produkcji termopar charakteryzują się doskonałą ciągliwością, te maleńkie elementy wykrywające temperaturę charakteryzują się niezwykle dużą szybkością reakcji i mogą mierzyć szybko zmieniające się procesy.