Pricipiile de functionare ale traductoarelor de temperatura
Temperatura reprezinta una dintre marimile cele mai frecvent masurate in numeroase domenii datorita faptului ca in majoritatea proceselor fizice, chimice, biologice, naturale sau artificiale, intervin fenomene de natura termica.
Valorile temperaturilor, care trebuie masurate, variaza in limite largi de la -200°C pa na la 3000 - 3500 °C. Mediile ale caror temperaturi se masoara se pot afla in oricare dintre cele trei stari de agregare posibile. Pot sa apara situatii foarte variate, de exemplu masurarea unor fluide sau chiar solide in miscare, masurarea de temperaturi punctuale sau pe suprafete mari, in zone si la distante usor accesibile sau dimpotriva. Din aceste motive au fost dezvoltate numeroase tipuri de aparate de masurat si / sau trductoare de temperatura. Principiile care stau la baza functionarii aparatelor si traducoarelor pentru masurarea temperaturii deriva, in pricipal, din dependenta cu temperatura a anumitor proprietati fizice si chimice ale corpurilor in stare solida, lichida sau gazoasa.
Scari de temperatura. Unitati de masura.
In principiu,constructia unei scari de temperatura presupune atribuirea de valori arbitrare , temperaturilor corespunzatoare unor fenomente fizice cu o buna reproductibilitate (de exemplu, solidificarea sau fierberea substantelor pure). Intervalul se imparte intr-un numar N oarecare de parti egale, rezultand subintervalul de baza care se adopta ca unitate a scarii si caruia i se atribuie denumirea de grad de temperatura.
1sC=( )/N
In continuare se alege o proprietate fizica P a unui anumit corp (denumit corp termometric)care depinde liniar de temperatura cu suficient de buna aproximatie pe intervalul [θ θ ]. Ca exemple de astfel de proprietati se pot mentiona dilatarea termica, variatia rezistentei electrice cu temperatura etc. In aceste conditii scara de temperatura este definita de relatia
unde P2-P1, reprezinta variatia proprietatii P pentru intervalul considerat, iar P-P1,este variatia corespunzatoare pentru θ.
Se observa ca impartind variatia P2-P1,a proprietatii P in N parti egale se obtine:
care exprima valoarea in grade a intervalului determinat de temperatura de masurat θ in raport cu referinta θ
Dupa modul in care elementul sensibil preia energia de la mediul a carui temperatura se masoara, avem doua categorii de traductoare de temperatura:
a. traductoare de temperatura cu masurare prin contact;
In primul caz elementul sensibil se afla in contact cu mediul, preluarea energiei termice efectuandu-se prin conductibilitate sau convectie. Aceste traductoare sunt cel mai frecvent utilizate pentru domeniul de temperaturi -200°C .1600°C. Problema cea mai importanta, din punctul de vedere al preciziei, este aceea a influientei mediului de masura asupra traductorului.
Un alt aspect ce trebuie avut in vedere la aceste trductoare este cel referitor la regimul dinamic al traductorelor de masurare prin contact.
Masurarea temperaturii in regim dinamic
Se poate vorbi de regim dinamic in doua situatii:
marimea de masurat are variatii rapide ( nu este cazul temperaturii care este un proces caracterizat de variatii lente);
traductorul este supus unor variatii rapide de temperatura.
In ultimul caz, deoarece
toate traductoarele de temperatura sunt convertoare de masurare de
ordinul 1, apreciera calitatii unui traductor de face cu marimea
numita constanta de timp 
care reprezinta
viteza de raspuns si se defineste ca timpul in care marimea
de iesire de la y1la y
=
atunci cand se aplica o marime treapta la intrarea traductorului.
Explicativa pentru definitia constantei de timp
Situatia practica corespunzatoare este aceea cand traductorul se gaseste la o anumita o temperatura si se introduce brusc in mediu cu temperatura de masurat. Timpul care trebuie sa treaca inainte de citirea rezultatului este legat de eroarea de masurare m si se poate afla din ecuatia de raspuns a unui convertor de ordinul 1 pentru marime treapta la intrare:
unde y0 este valoarea de regim stabilizat.
Verificarea traductoarelor de temperatura cu contact
Verificarea elementelor sensibile din gama larga de tipuri functional constructive de traductoare de temperatura cu contact se vor face exemplificari privind verificarea,dat fiind marea lor raspandire industriala, pentru cele avand ca element sensibil termocupluri ,respectiv termorezistente.
Verificarea termocuplurilor si termorezistentelor tehnice se face in conformitate cu dispozitiile legale cuprinse in NTM 5-05-82, respectiv NTM 5-07-82, constand, in principiu, din verificarea conditiilor tehnice de constructie.
Verificarea conditiilor tehnice de functionare la o termoreziztenta consta in verificarea rezistentei electrice la 0 C - prin imersarea acesteia intr- un vas Dewar - la 100 C - prin utilizarea unei bai termostat - si la cel putin inca o temperatura apropiata limitei superioare de utilizare folosind bai speciale bazate pe fierbere ale substantelor specifice in SIPT -68.
O termorezistenta se considera buna dupa verificare daca atat valoarea W100, cat si valorile rezistentei electrice gasite la temperaturile masurate se inscriu in erorile tolerate, precizate de standard.
Masurarea rezistentei termorezistentei se poate face cu o punte Wheatstone de clasa 0,0l utilizand pentru termorezistenta conexiunile cu 2, 3 sau 4 fire (la conexiunea cu doua [2] fire si partial cu 3 fire se va tine seama de eroarea suplimentara introdusa de cablurile de legatura), sau cu ajutorul unui compensator de clasa 0,0l, folosind o rezistenta etalon si o conexiune cu patru conductoare pentru termorezistenta.
Pentru temperaturi mai ridicate, pana la 3000 - 3500 °C, la masurarea temperaturii pe suprafete, sau in cazul unor obiecte in miscare, sunt intrebuintate traductoare de temperatura fara contact care functioneaza pe baza radiatiilor emise de corpurile aflate la temperaturi ridicate.
Senzorul, situat in afara mediului a carui temperatura se masoara , are capacitatea de a dectecta, la distanta convenabila, energia radianta pe o anumita lungime de unda sau pe intreg spectrul de radiatie.
Dificultatile principale constau in realizare a unor senzori capabili sa functioneze cu energii preluate foarte reduse si in asigurarea unei transmisii adecvate a radiatiei emise. Traductoarele de temperatura fara contact, fiind folosite la temperaturi inalte, se mai numesc si de tip pirometric (pirometre de radiatie).
