כיצד המזגן שלנו יודע לווסת את עצמו בהתאם לטמפרטורת החדר? איך המכונית יודעת להתריע על חימום המנוע? איך התנור שלנו שומר על טמפרטורה יציבה שהגדרנו לו ולא חמה/ קרה יותר? מדוע המיקרוגל לא מתפוצץ, המחשב לא נהרס מהתחממות יתר וכיצד מנהלים בקרת אקלים, במיוחד במקומות רגישים כמו חדרי שרתים, חדרי קירור, או חדרי ניתוח?
טמפרטורה הינה הפרמטר הסביבתי הנמדד ביותר בעולם, היות והיא קשורה כמעט לכל התכונות הביולוגיות, כימיות ופיזיקליות של הרכיבים בעולם מסביבנו. לרוב אנחנו מתייחסים למדידת טמפרטורה באמצעות חיישן טמפרטורה כבדיקה האם עצם מסויים הוא "חם" או "קר", כאשר למעשה מה שאנחנו מודדים הוא את האנרגיה התרמית של האובייקט – כלומר, מהירות התנועה הקינטית של האטומים והמולקולות בתוך האובייקט.
ככל שתנועה זו מואצת יותר, כך האובייקט נחשב "חם" יותר (דוגמא יפה לזה ניתן לראות באופן השימוש במיקרוגל, המחמם מזון באמצעות האצת התנועה הקינטית של האטומים המרכיבים אותו).
חיישן טמפרטורה הינו מכשיר המאפשר מדידת טמפרטורה באמצעות מעגל חשמלי. ישנם 3 סוגים עיקריים של חיישני טמפרטורה:
חיישן טמפרטורה מסוג תרמוקפל
חיישן טמפרטורה מסוג תרמוקפל (ידוע גם כ-"צמד תרמי" או "טרמוקפל") מורכב משני חוטים של מתכות שונות זו מזו המחוברים בנקודת צומת. לפי הפרש המתח החשמלי בין שתי המתכות ניתן לגזור את הטמפרטורה של האובייקט נמדד, מאחר והמתח החשמלי משתנה בהתאם לטמפרטורה. תרמוקפלים מסוגלים למדוד את מגוון הטמפרטורות הרחב ביותר מבין מגוון חיישני הטמפרטורה – 200-1750- מעלות צלזיוס, יחד עם זאת הוא אינו המדוייק ביותר וקיים טווח טעות של עד כמעלת צלזויס אחת. מדחום אלקטרוני הינו דוגמא נפוצה לתרמוקפל אשר ניתן למצוא כמעט בכל בית. שימושים נפוצים נוספים של צמד תרמי ניתן למצוא בתנורים ובמנועים.
חיישן טמפרטורה מסוג תרמיסטור
זהו נגד רגיש לטפמרטורה המציג שינוי ידוע מראש והניתן למדידה בהתנגדות בהתאם לטמפרטורה. בניגוד לתרמוקפל, תרמיסטור אינו מיוצר ממתכות אלא מחומר קרמי או פולימר. תרמיסטור מסוגל למדוד טווח טמפרטורות מוגבל של 90-130- מעלות צלזיוס, אך יחד עם זאת הוא מציג רמת דיוק גבוהה יחסית ומאפשר מדידה מהירה ומדוייקת.
תרמיסטורים משמשים במחשבים, מיקרוגלים (למניעת התחממות יתר של המכשיר), כלי רכב (מדידת טמפ' השמן), מערכות מיזוג אוויר, בטריות נטענות ועוד.
חיישן טמפרטורה התנגדותי – RTD (ר"ת Resistance Temperature Detector)
ידוע גם בשם "מד חום התנגדותי". מנצל את השינוי הצפוי בהתנגדות החשמלית של מיגוון חומרים לפי הטמפרטורה. חיישן RTD מורכב מחוט מתכת העוטף בסיס עשוי חומר קרמי או זכוכית והוא נחשב לחיישן המדוייק ביותר אך גם היקר יותר. בחיישנים היקרים ביותר מקבוצה זו נעשה שימוש במתכת מסוג פלטיניום והם גם המדוייקים ביותר (נקראים גם PRT). הזולים יותר עשויים מניקל או נחושת. טווח המדידה נע בין 200-800- מעלות צלזיוס.
אז בפעם הבאה שאתם שומעים את המאוורר של המחשב מתחיל להאיץ, או מחממים אוכל במיקרוגל, או משנים את הטמפרטורה במזגן, קחו בחשבון שמאחורי הקלעים עובד חיישן טמפרטורה – רכיב קטן אבל חשוב מאין כמוהו, שדואג שהדברים יעבדו עבורכם כמו שצריך.
הכתבה בשיתוף חברת IBT – פתרונות מתקדמים לטיפול תרמי ובקרת טמפרטורה
