Periaate Lämpötila-anturi on sähkölaite, joka perustuu lämpötila{0}}herkkään elementtiin. Se havaitsee lämpötilan muutokset mittaamalla muutoksia parametreissa, kuten elementin vastus, jännite, virta tai taajuus. Yleisiä lämpötila-antureita ovat termistorit, puolijohdelämpötila-anturit, termoparit ja infrapunalämpötila-anturit.
Termopari on lämpösähkövaikutukseen perustuva lämpötilan mittauslaite. Se koostuu kahdesta eri metallilangasta. Kosketuspisteessä syntyy lämpösähköinen potentiaaliero. Lämpötilan muuttuessa termosähköinen potentiaaliero muuttuu vastaavasti. Lämpötila lasketaan mittaamalla lämpösähköisen potentiaalieron suuruus. Yleisiä lämpöparien materiaaleja ovat kupari-kupari-nikkeliseokset, rauta-kupari-nikkeliseokset, kromi-alumiini ja kromi-alumiini-rauta.
Mittausalue Lämpötila-antureilla on yleensä laaja mittausalue, joka kattaa matalista korkeisiin lämpötiloihin. Esimerkiksi termistorin mittausalue on tyypillisesti -50 astetta +150 asteeseen, kun taas puolijohdelämpötila-anturin mittausalue voi olla -200 astetta +2000 asteeseen.
Lämpöparien mittausalue on suhteellisen kapea, ja se soveltuu yleensä lämpötilan mittaukseen korkeissa{0}}lämpötiloissa. Esimerkiksi kupari-kupari-nikkelitermoparien mittausalue on -200 asteesta +400 asteeseen, kun taas rauta-kupari-nikkeli-termoparien mittausalue on -40 asteesta +1000 asteeseen.
Tarkkuus: Lämpötila-antureilla on korkea tarkkuus, 0,1 astetta tai enemmän. Puolijohdelämpötila-anturit voivat saavuttaa 0,1 asteen tarkkuuden, kun taas termistorit voivat saavuttaa 0,01 asteen tarkkuuden.
Lämpöparien tarkkuus on suhteellisen pienempi, tyypillisesti noin 1 aste, mutta ne ovat edelleen suhteellisen luotettava lämpötilan mittauslaite korkeissa lämpötiloissa.
Vasteaika: Lämpötila-antureilla on nopeat vasteajat, jotka saavuttavat millisekunnin tason. Esimerkiksi puolijohdelämpötila-anturien vasteaika voi olla alle 10 ms, kun taas termistoreilla tyypillisesti vasteaika on kymmeniä millisekunteja.
Termoparien vasteajat ovat hitaampia, tyypillisesti sekuntia. Esimerkiksi kupari-kupari-nikkelitermoparien vasteaika on 1-2 sekuntia.
Sovellusskenaariot
Lämpötila-antureita käytetään laajasti eri teollisuudenaloilla, kuten elektroniikka-, lääke-, auto-, kemian- ja metallurgian aloilla. Yleisiä sovelluksia ovat lämpötilan säätö, ympäristön lämpötilan valvonta ja materiaalin lämpötilan mittaus.
Lämpöpareja käytetään pääasiassa lämpötilan mittaamiseen korkeissa{0}}lämpötiloissa, kuten teräs-, ei-{1}}rautametalliteollisuudessa, petrokemianteollisuudessa ja lasiteollisuudessa. Yleisiä sovelluksia ovat uunin lämpötilan mittaus, korkean -lämpötilan reaktorin lämpötilan mittaus ja lämpökäsittely.