|
การวัดอุณหภูมิ
จะทำการวัดอุณหภูมิได้อย่างไร
การวัดอุณหภูมิสามารถทำการวัดได้ด้วยเซ็นเซอร์หลายชนิดด้วยกัน โดยแต่ละชนิดจะอาศัยหลักการเดียวกันคือการตรวจจับ (sensing ) การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางฟิสิกส์บางอย่างที่เกิดขึ้น สำหรับเครื่องมือวัดอุณหภูมิที่วิศวกร นิยมใช้ทั่วไปมักจะประกอบด้วยเครื่องมือที่มีหลักการดังต่อไปนี้:
| h |
เทอร์โมคัปเปิล (Thermocouples) |
| h |
อุปกรณ์ที่เปลี่ยนค่าความต้านทานตามอุณหภูมิ (Resistive temperature devices (RTDs and thermistors) |
| h |
อินฟาเรด (Infrared radiators) |
| h |
ไบมีทัล (Bimetallic devices) |
| h |
อุปกรณ์ที่อาศัยการขยายตัวของของเหลว (liquid expansion devices) |
| h |
อุปกรณ์ที่อาศัยการเปลี่ยนสถานะ (change-of-state devices) |
Temperature Measurement Sensors
 |
Thermocouple Temperature Measurement Sensors
องค์ประกอบที่สำคัญของเทอร์โมคัปเปิลประกอบด้วยโลหะหรือลวดสองชนิดที่แตกต่างกันเชื่อมต่อเข้าหากันที่ด้านปลาย หลักการทำงานจะอาศัยการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่รอยต่อและทำให้เกิดแรงเคลื่อนแม่เหล็กไฟฟ้า (electromotive force (emf))ที่ปลายอีกด้านหนึ่ง กล่าวคือเมื่ออุณหภูมิที่รอยต่อเพิ่มสูงขึ้น ก็จะส่งผลให้ emf ที่เอาท์พุตของเทอร์โมคัปเปิลสูงขึ้นตาม |
 |
Resistance Temperature Devices (RTD)
การทำงานของอุปกรณ์ที่มีค่าความต้านทานเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมินี้ จะอาศัยหลักการเปลี่ยนค่าความต้านทานของวัสดุเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง อุปกรณ์ประเภทนี้จะแยกเป็นสองชนิดที่สำคัญคือชนิดที่เป็นโลหะ (มักเรียกกันทั่วไปว่า RTDs)ส่วนอีกแบบหนึ่งจะเรียกว่าเทอร์มิสเตอร์(thermistors)
อุปกรณ์ทั้งสองชนิดอาศัยหลัการที่คล้ายๆกัน กล่าวคือ RTDs จะอาศัยการเปลี่ยนแปลงค่าความต้านทานในเนื้อโลหะ ค่าความต้านที่เพิ่มขึ้นหรือลดลงนี้จะสัมพันธ์กับอุณหภูมิที่เปลี่ยนไป ส่วนเทอร์มิสเตอร์จะขึ้นอยู่กับค่าความต้านที่เปลี่ยนแปลงในอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำแบบเซรามิค |
 |
Infrared Temperature Measurement Devices
อินฟาเรดเซ็นเซอร์ (Infrared sensors) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้วัดอุณหภูมิแบบไม่ต้องสัมผัส (noncontacting devices) สามารถแสดงผลหรือบอกอุณหภูมิได้โดยการวัดรังสีความร้อนที่แพร่กระจายออกจากวัสดุที่วัดนั้นๆ สะท้อนกลับมายังเครื่องมือวัด |
 |
Bimetallic Temperature Measurement Devices
อุปกรณ์วัดความร้อนไบมีทัลจะทำงานโดยอาศัยหลักการการขยายตัวของวัสดุสองชนิดที่แตกต่างกัน กล่าวคือโครงสร้างประกอบด้วยวัสดุสองชนิดที่มีสัมประสิทธิ์การขยายตัวไม่เท่ากัน ดังนั้นเมื่อเกิดความร้อนขึ้นที่วัสดุ จะทำให้ปลายด้านหนึ่งจะขยายตัวมากกว่าอีกด้านหนึ่ง และเกิดการโก่งงอ จากนั้นอาศัยผลจากการโก่งงอแปลงไปเป็นอุณอุณหภูมิที่อ่านค่าได้โดยอาศัยการเชื่อมโยงทางกล (Mechanical linkage) ต่อไปยังตัวชี้ค่า(pointer)
อุปกรณ์วัดอุณหภูมิประเภทนี้มักจะเป็นเครื่องมือวัดที่เคลื่อนย้ายได้และไม่ต้องไฟฟ้า แต่ผลที่วัดได้จะไม่ค่อยมีความละเอียดเหมือนกับ Thermocouples หรือ RTDs |
 |
Fluid-Expansion Temperature Measurement Devices
อุปกรณ์ชนิดนี้อาศัยหลักการการขยายตัวของของเหลว โดยทั่วไปจะใช้สำหรับที่พักอาศัยซึ่ง ประกอบด้วยสองกลุ่มหลักๆคือแบบที่เป็นเมอร์คูรี่ (Mercury type) และชนิดที่เป็นของเหลวแบบออกานิก(Organic-liquid type)
แต่สิ่งที่ต้องคำถึงสำหรับแบบเมอร์คูรี่ก็คือของเหลวประเภทนี้จะอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม ส่วนข้อดีก็คือไม่ต้องไฟฟ้า ไม่มีอันตรายจากการระเบิด และมีวัดได้ค่าคงที่ถึงแม้ว่าจะมีการใช้งานช้ำบ่อยๆ |
 |
Change-of-State Temperature Measurement Devices
เซ็นเซอร์ชนิดนี้อาศัยหลักการเปลี่ยนสถานะอันเนื่องจากอุณหภูมิ ประกอบด้วยชนิดต่างๆหลายแบบด้วยกันเช่น แบบแผ่นป้าย(labels), แผ่นกระดาษวงกลม (pellets), แบบเขียนหรือบันทึกด้วยสี (crayons),แบบแล็คเคอร์ (lacquers) หรือผลึกของเหลว (liquid crystals) โดยทั้งหมดที่กล่าวมาจะมีการเปลี่ยนสถานะหนึ่งครั้งเมื่ออุณหภูมิถึงขอบเขตที่แน่นอน
อุปกรณ์เหล่านี้จะมีการตอบสนองจะค่อนข้างช้า จะไม่ตอบสนองการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแบบทรานเซี้ยน (Transient temperature) ความละเอียดการวัดต่ำเมื่อเปรียบเทียบกับชนิดอื่นๆ เมื่อเปลี่ยนสถานะแล้วจะเปลี่ยนกลับคืนไม่ได้ ยกเว้นประเภทที่มีการแสดงผลด้วยผลึกของเหลว |
|