وبلاگ

آشنایی با تاریخچه سنسور حرارتی

مطالعه تاریخچه سنسور حرارتی نشان میدهد که در گذشته یافتن راه هایی برای اندازه گیری دما بسیاری از ذهن های بزرگ را به چالش کشیده است. مشخص نیست که آیا یونانیان باستان یا چینی ها روشهایی برای اندازه گیری دما داشتند یا خیر، بنابراین تا آنجا که ما می دانیم تاریخچه سنسور حرارتی از زمان رنسانس آغاز شده است.

اندازه گیری دما

اندازه گیری دما از مدت ها قبل وجود داشته است و قدمت آن به 150 سال بعد از میلاد مسیح می رسد اما تخمین زده می شود که علم واقعی دماسنج ها تا سال 1500 تکامل نیافته باشد. با گذشت سال ها، انواع مختلفی از دماسنج تولید شد. محققان روش های مختلفی را برای اندازه گیری دما کشف کردند. حتی اگر دماسنج های اصلی از مایعات مانند جیوه برای اندازه گیری دما استفاده می کردند، امروزه گزینه های دیگری نیز وجود دارد. به عنوان مثال، در طراحی های خاصی از ترمیستورها، ترموکوپل ها و RTD ها می توان از سیم های فلزی برای اندازه گیری تغییر ولتاژ استفاده کرد که نشان دهنده نوسان دما است.

چالش اندازه گیری در تاریخچه سنسور حرارتی

گرما اندازه گیری انرژی موجود در بدن یا مواد است  و هرچه انرژی بیشتر باشد،گرمتر است. اما برخلاف خصوصیات فیزیکی جرم و طول، اندازه گیری آن دشوار بوده است. در گذشته بیشتر روش ها برای اندازه گیری دما غیرمستقیم بوده اند به طوریکه با مشاهده تأثیری که گرما بر روی چیزی میگذاشت از آن دما را اندازه گیری میکردند.

ایجاد مقیاس برای اندازه گیری

  ایجاد مقیاس برای اندازه گیری نیز یک چالش بوده است. در سال 1664، رابرت هوک پیشنهاد داد که از نقطه انجماد آب به عنوان نقطه صفر(مبنا) استفاده شود. تقریباً در همان زمان، اوله رومر نیاز به تعریف دو نقطه دمایی مبنا برای اندازه گیری دما دید و امکان درون یابی بین آنها را فراهم کرد. نقاطی که او انتخاب کرد نقطه انجماد هوک و همچنین نقطه جوش آب بود. که البته این سوال پیش می آید که چطور گرما یا سرما اتفاق می افتد.

صفر مطلق

این سوال توسط گای لوساک و دیگر دانشمندانی که در زمینه قوانین گاز کار می کنند پاسخ داده شد. در طول قرن نوزدهم، آنها ضمن بررسی تأثیر دما بر روی گاز در فشار ثابت، مشاهده کردند که حجم با کسری از 2626/1 در هر درجه سانتیگراد افزایش می یابد (که بعداً به 15/1/273 تغییر یافت). این موضوع منجر به مفهوم صفر مطلق در دمای منفی 273.15 درجه سانتی گراد گردید.

ترموسکوپ

تصور اینکه سنسور دما در یک لحظه دقیق تاریخی با یک اختراع متولد شده، اشتباه است. در قرن سوم قبل از میلاد، مهندس فیلو بیزانسی از قبل آگاه بود که هوا در رابطه با گرما منبسط  و منقبض می شود و ابزاری برای نشان دادن این خاصیت (لوله ای پر از هوا با یک انتها در ظرف نگهدارنده آب) ساخت. در قرون 16 و 17 پیشگامان علمی مانند گالیله از این ابزارهای ابتدایی، برای ایجاد دماسنج ابتدایی، “ترموسکوپ”، که دما را به طور قابل اعتماد نشان می داد، برای ثبت تغییرات دمایی استفاده می کردند.

اولین دماسنج

در سال 1665، هنگامی كه كریستیا هویگنس ریاضیدان و فیزیكدان هلندی اولین دماسنج مهر و موم شده حاوی مقداری الكل را ایجاد كرد (ترموسكوپهای قبلی نیز در معرض فشار هوا قرار داشتند كه توانایی آنها را در بازتاب دقیق تغییرات دما دچار خطا می کرد) که پیشرفت بزرگی در فناوری حسگر دما رخ داد. دستگاه هویگنس از نوسانات حجمی الکل نسبت به تغییرات دما استفاده کرد، به طوری که در پاسخ به تغییرات دمای محیط، حجم الکل به طور قابل توجهی منبسط یا منقبض می شد.

اولین مقیاس استاندارد

اما تنها در سال 1724 بود که اولین مقیاس استاندارد برای اندازه گیری تغییرات دما به طور گسترده ای در ساخت دماسنج ها پذیرفته شد. این نام با نام شیادی دانیل گیلبرت فارنهایت شناخته شد که امروزه همچنان مورد استفاده است. دماسنج فارنهایت به جای الکل از جیوه استفاده می کرد، زیرا جیوه در پاسخ به تغییرات دما به طور مداوم و خطی تر از الکل منبسط و منقبض می شود. امروزه بسیاری از سنسورهای حرارتی دستگاه های الکترونیکی با نمایشگر دیجیتال هستند.

چرا اندازه گیری دما ؟

دلایل مختلفی وجود دارد که شما ممکن است به ابزاری برای اندازه گیری دما نیاز داشته باشید. این اندازه گیری برای ایمنی و کارایی تجهیزات مورد استفاده ضروری است. قبل از اینکه سنسورهای اندازه گیری دما برای صنعت خود را انتخاب کنید، ابتدا باید نحوه استفاده از ابزار های اندازه گیری دما را تعیین کنید. بسته به نیاز خود می توانید انواع ترموکوپل ها، RTD ها و یا ترمیستور ها را انتخاب کنید.

پیام بگذارید

با ما در تماس باشید
021-88343851