제 4절 온도 센서.

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1 제 4절 온도 센서

2 온도 직접 계측 불가 원자 또는 분자 갖고 있는 운동 또는 진동 에너지의 크기를 나타내는 것
변위, 압력, 저항, 전압, 주파수 등의 다른 물리량으로 변환하여 계측 표

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4 개요

5 1. 서미스터

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7 가. NTC 서미스터 부의 온도계수를 가지고 연속적으로 전기 저항이 변화하는 서미스터
온도가 상승 → 전기 저항이 지수함수적으로 감소 회로의 온도 보상, 온도 측정, 제어, 통신기의 자동 이득 조절에 사용 고온이 될 수록 안정도가 저하 그림

8 NTC의 구조와 특징

9 PTC 서미스터 PTC(positive temperature coefficient) 서미스터 정(+)의 온도 계수
티탄산 바륨에 미랴의 희토류 원소를 첨가 소자가 특정 온도에 도달 → 저항급격 증가 표 2 – 18 표

10 다. CTR 서미스터 CTR(cirtical temperature resistor) NTC와 동일 특성
온도 경계에서 전기저항이  갑자기 감소 많이 사용되고 있지는 않음

11 2. 열전대

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13 제백 효과 다른 종류의 금속 A, B의 양끝을 접합 → 양 접점에 온도차를 줌 → 열기전력 발생 → 열전류 발생
그림 2 -78

14 나 .열전대의 종류 열전대 구성하는 소선의 조건 열기전력이 클 것 온도-열기전력 특성의 분산이 작을 것
열기전력 특성이 연속적이고 직선일 것 열적, 화화적, 기계적으로 안정할 것 경시변화가 적을 것 The Diurnal Variations 시간마다의 변화 가공이 쉽고 가격이 저렴할 것

15 열전대의 재료 및 특성

16 열전대 사용 온도 범위와 특징

17 그림 2 -80 열전대의 종류 a) 물체 표면의 온도가 비교적 낮은 경우 측정
b) 공업용 : 기계적 강도, 내열성, 내식성 등의 목적으로 보호관에 넣어 사용 C) 고온과 환경조건이 나쁜 곳에서 사용

18 다. 보상 도선 측정점과 계기 사이의 거리가 멀어 직접 연결이 불가한 경우 직접식 구리도선 경유식 보상도선 사용식
열전대와 동일하거나 유사한 특성을 가진 도선을 이용하여 접속 직접식 구리도선 경유식 보상도선 사용식

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22 3. 측온 저항체 물질의 저항 → 온도에 따라 변화 ρ : 금속 저항률, ρ0 : 온도 0°에서 저항율
t : 온도, : 저항 온도 계수 : 금속체 길이, : 단면적 그림 2 – 82

23 가. 측온 저항체의 종류 (1) 2선식 측정 회로

24 (2) 3선식 측정 회로

25 (3) 정전류 브리지의 3선식 배선

26 (4) 4선식 측정 회로

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33 4. 감온 리드 스위치 감온 페라이트 + 마그넷 + 리드 스위치 감온 페라이트( ferrite : 아철산염)
온도에 따라 자기 특성이 급변하는 소프트 페라이트 마그넷 : 자속 공급원 a) 저온 : 감온 페라이트 : 보통의 투자율 → 자속의 방향 (N →S) → 리드 스위치 ON b) 고온 : 감온 페라이트 : 투자율 저하 → 마그넷 분리 → 자속 끊김 → 리드 스위치 OFF

34 감온 리드 스위치의 특징 온도 정확도가 높다(±1[°C]) 미소 부하에 적합하며 수명이 길다. 내환경성이 양호하다.
임의의 동작 온도 설정이 가능하다. 취급이 간단하다. 유의 사항 충격 혹은 후가공 등에 따른 특성변화 유의 외부 자계에 의한 온도 변동에 유의 강자성체 or 코일 자계 발생 → 감온 스위치 동작온도 변화가 발생

35 5. 바이메탈 열팽창 계수가 다른 금속 판을 접합 온도 변화에 따른 변형 or 내부 응력 발생 동작 원리

36 나. 바이메탈 스위치 구조 다. 주의 사항 바이메탈의 온도- 부피 저항률 변화의 특성을 고려

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