Pokud má být provedeno spolehlivé měření teploty, je prvním krokem výběr správného teplotního přístroje, tedy teplotního čidla. Termočlánky, termistory, platinové rezistory (RTD) a teplotní integrované obvody jsou nejčastěji používanými teplotními senzory při testování.
Následuje úvod do charakteristik termočlánkových a termistorových teplotních přístrojů.
1. Termočlánek
Termočlánky jsou nejčastěji používanými snímači teploty při měření teploty. Jeho hlavními výhodami jsou široký teplotní rozsah a adaptabilita na různá atmosférická prostředí, dále je robustní, cenově dostupná, nevyžaduje napájení a také nejlevnější. Termočlánek se skládá ze dvou různých kovových drátů (kov A a kov B) spojených na jednom konci. Když je jeden konec termočlánku zahřátý, existuje potenciálový rozdíl v obvodu termočlánku. Teplotu lze vypočítat pomocí naměřeného rozdílu potenciálu.
Mezi napětím a teplotou však existuje nelineární vztah a teplota vyžaduje druhé měření referenční teploty (Tref) kvůli nelineárnímu vztahu mezi napětím a teplotou. Software nebo hardware testovacího zařízení se používá ke zpracování transformace teploty napětí uvnitř přístroje, aby se nakonec získala teplota termočlánku (Tx). Oba datové kolektory Agilent 34970A i 34980A mají vestavěné možnosti měření a výpočtu.
Stručně řečeno, termočlánky jsou nejjednodušší a nejuniverzálnější snímače teploty, ale nejsou vhodné pro vysoce přesná měření a aplikace.
2. Termistor
Termistory jsou vyrobeny z polovodičových materiálů, většinou s negativním teplotním koeficientem, to znamená, že s rostoucí teplotou odpor klesá. Změny teploty mohou způsobit výrazné změny odporu, což z něj činí nejcitlivější teplotní senzor. Linearita termistorů je však extrémně špatná a úzce souvisí s výrobním procesem. Výrobce nemůže poskytnout standardizovanou křivku termistoru.
Termistory mají velmi malý objem a rychle reagují na změny teploty. Termistory však vyžadují použití zdroje proudu a jejich malá velikost je činí extrémně citlivými na chyby samozahřívání.
Termistory měří absolutní teplotu na dvou linkách s dobrou přesností, ale jsou dražší než termočlánky a mohou měřit teploty v menším rozsahu. Běžně používaný termistor má odpor 5k Ω při 25 stupních a každá změna teploty o 1 stupeň způsobí změnu odporu o 20}0 Ω. Všimněte si, že odpor vedení 10 Ω způsobí pouze zanedbatelnou chybu 0,05 stupně. Je velmi vhodný pro aplikace řízení proudu, které vyžadují rychlé a citlivé měření teploty. Malá velikost je výhodná pro aplikace s požadavky na prostor, ale je třeba věnovat pozornost tomu, aby nedocházelo k chybám samoohřevu.
Termistory mají také své vlastní měřicí techniky. Výhodou termistorů je jejich malá velikost, protože se mohou rychle stabilizovat, aniž by způsobovaly tepelné zatížení. Je však také velmi slabý, protože vysoké proudy mohou způsobit samozahřívání. Vzhledem k tomu, že termistory jsou odporová zařízení, jakýkoli zdroj proudu na nich bude generovat teplo díky výkonu. Výkon se rovná součinu druhé mocniny proudu a odporu. Proto by měl být použit malý proudový zdroj. Pokud je termistor vystaven vysokému teplu, způsobí trvalé poškození.
