چار مین اسٹریم درجہ حرارت سینسر کے فوائد اور نقصانات کا موازنہ

ٹمپریچر سینسنگ پروڈکٹس کا انتخاب ایک معمولی بات لگ سکتی ہے، لیکن دستیاب پروڈکٹس کی مختلف قسم کی وجہ سے یہ کام کافی مشکل ہو سکتا ہے۔ اس مضمون میں، مصنف درجہ حرارت کے چار قسم کے سینسر (مزاحمتی درجہ حرارت کا پتہ لگانے والے (RTDs)، تھرموکوپل، تھرمسٹر، اور ڈیجیٹل اور اینالاگ انٹرفیس کے ساتھ مربوط سرکٹ (IC) سینسر) متعارف کرائے گا اور ہر قسم کے سینسر کے فوائد اور نقصانات پر بات کرے گا۔
نظام کی سطح کے نقطہ نظر سے، آیا درجہ حرارت کا سینسر آپ کی درخواست کے لیے موزوں ہے یا نہیں اس کا انحصار درجہ حرارت کی مطلوبہ حد، درستگی، لکیری، حل کی قیمت، فعالیت، بجلی کی کھپت، حل کا سائز، تنصیب کا طریقہ (سرفیس ماؤنٹ طریقہ، سوراخ کے ذریعے داخل کرنے کا طریقہ) پر ہوگا۔ ، اور سرکٹ بورڈ بیرونی تنصیب کا طریقہ) کے ساتھ ساتھ سرکٹ ڈیزائن سپورٹ میں آسانی۔ RTD
درجہ حرارت کو تبدیل کرتے ہوئے جب RTD کی مزاحمت کی پیمائش کرتے ہیں، تو ردعمل تقریباً لکیری ہوتا ہے، ایک ریزسٹر کی طرح کام کرتا ہے۔ جیسا کہ شکل 1 میں دکھایا گیا ہے، RTD کا مزاحمتی وکر مکمل طور پر لکیری نہیں ہے، لیکن اس میں کچھ ڈگری انحراف ہے (ایک سیدھی لکیر دکھا رہا ہے جو حوالہ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے) - لیکن یہ انتہائی قابل قیاس اور قابل تصدیق ہے۔ اس معمولی نان لائنیرٹی کی تلافی کے لیے، زیادہ تر ڈیزائنرز ماپی گئی مزاحمتی اقدار کو ڈیجیٹائز کرتے ہیں اور اصلاحی عوامل کو لاگو کرنے کے لیے مائیکرو کنٹرولرز کے اندر تلاش کی میزیں استعمال کرتے ہیں۔ درجہ حرارت کی وسیع رینج (تقریباً -250 ڈگری سینٹی گریڈ سے+750 ڈگری سینٹی گریڈ) کے اندر اعادہ کی صلاحیت اور استحکام RTD کو اعلیٰ صحت سے متعلق ایپلی کیشنز میں انتہائی مفید بناتا ہے، بشمول پائپ لائنوں اور بڑے کنٹینرز میں مائعات یا گیسوں کے درجہ حرارت کی پیمائش کرنا۔ .
RTD اینالاگ سگنلز پر کارروائی کرنے کے لیے استعمال ہونے والے سرکٹس کی پیچیدگی عام طور پر ایپلی کیشن کے لحاظ سے مختلف ہوتی ہے۔ اجزاء جیسے ایمپلیفائرز اور اینالاگ سے ڈیجیٹل کنورٹرز (ADCs)، جو خود اپنی غلطیاں پیدا کرتے ہیں، ناگزیر ہیں۔ جب پیمائش کے لیے ضروری ہو تو صرف سینسر کو بجلی فراہم کریں - آپ اس طریقے کے ذریعے کم پاور آپریشن بھی حاصل کر سکتے ہیں، لیکن یہ سرکٹ کو زیادہ پیچیدہ بنا دے گا۔ مزید یہ کہ، سینسر پر چلنے کے لیے درکار طاقت اس کے اندرونی درجہ حرارت کو بھی بڑھاتی ہے، جس سے پیمائش کی درستگی متاثر ہوتی ہے۔ کرنٹ کے صرف چند amps کے ساتھ، یہ خود حرارتی اثر درجہ حرارت کی غلطیاں پیدا کرے گا (یہ غلطیاں درست ہیں لیکن مزید غور کرنے کی ضرورت ہے)۔ اس کے علاوہ، براہ کرم یاد رکھیں کہ تار کے زخم پلاٹینم RTDs یا پتلی فلم RTDs کی قیمت کافی زیادہ ہو سکتی ہے، خاص طور پر جب I-sensors کی قیمت کے مقابلے میں۔
تھرمسٹر
تھرمسٹر الیکٹرو پازیٹو سینسر کی ایک اور قسم ہے۔ بہت سے دستیاب تھرمسٹر موجود ہیں، جن میں لاگت سے موثر مصنوعات سے لے کر اعلیٰ درستگی والی مصنوعات شامل ہیں۔ کم قیمت اور کم درستگی والے تھرمسٹر سادہ پیمائش یا قومی قدر کا پتہ لگانے کے افعال انجام دے سکتے ہیں - اس قسم کے ریزسٹرس کو متعدد اجزاء کی ضرورت ہوتی ہے (جیسے موازنہ کرنے والے، حوالہ، اور مجرد ریزسٹرس)، لیکن یہ بہت سستے ہیں اور غیر لکیری مزاحمتی درجہ حرارت کی خصوصیات رکھتے ہیں، جیسا کہ شکل میں دکھایا گیا ہے۔ 2. اگر آپ کو درجہ حرارت کی ایک وسیع رینج کی پیمائش کرنے کی ضرورت ہے، تو آپ کو لکیریائزیشن کا بہت زیادہ کام کرنے کی ضرورت ہوگی۔ کئی درجہ حرارت پوائنٹس کی انشانکن ضروری ہو سکتی ہے۔ زیادہ درستگی حاصل کرنے کے لیے، اس نان لائنر مسئلے کو حل کرنے میں مدد کے لیے زیادہ مہنگی اور سخت رواداری والے تھرمسٹر سرنی کا استعمال کیا جا سکتا ہے، لیکن یہ صف عام طور پر ایک تھرمسٹر سے کم حساس ہوتی ہے۔

ملٹی جمپ پوائنٹ سسٹمز کی بڑھتی ہوئی پیچیدگی اور لاگت کی وجہ سے، کم لاگت والے تھرمسٹرز کو عام طور پر صرف کم سے کم فنکشنل ضروریات کے ساتھ استعمال کیا جاتا ہے، بشمول ٹوسٹر، کافی بنانے والے، ریفریجریٹرز اور ہیئر ڈرائر۔ اس کے علاوہ، تھرمسٹر خود حرارتی مسائل کا بھی شکار ہوتے ہیں (عام طور پر زیادہ درجہ حرارت پر، جب ان کی مزاحمت کم ہوتی ہے)۔ جیسا کہ RTDs کے معاملے میں، کم پاور وولٹیج پر تھرمسٹرز کے استعمال کے قابل نہ ہونے کی بنیادی وجہ کا ابھی تک پتہ نہیں چل سکا ہے - لیکن براہ کرم یاد رکھیں کہ فل اسکیل آؤٹ پٹ جتنی کم ہوگی، سسٹم کی حساسیت اتنی ہی کم ہوگی جس کی بنیاد پر یہ براہ راست تبدیل کرتا ہے۔ اینالاگ سے ڈیجیٹل کنورٹرز (ADCs) کی خصوصیات۔ شور کی وجہ سے ہونے والی غلطیوں کے لیے انتہائی حساس ہونے کے لیے کم پاور ایپلی کیشنز کو سرکٹ کی پیچیدگی کو بڑھانے کی بھی ضرورت ہوتی ہے۔ تھرمسٹر -100 ڈگری سینٹی گریڈ سے+500سی کے درجہ حرارت کی حد میں کام کر سکتے ہیں، حالانکہ زیادہ تر تھرمسٹوں کے پاس درجہ حرارت کی زیادہ سے زیادہ درجہ حرارت کی حد ہوتی ہے+100 ڈگری سینٹی گریڈ سے+150 ڈگری سینٹی گریڈ تھرموکول
تھرموکوپل میں مختلف مواد سے بنی دو تاروں کا جنکشن ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر، a) قسم کا تھرموکوپل لوہے اور کانسٹینٹن سے بنا ہے۔ جیسا کہ شکل 3 میں دکھایا گیا ہے، رابطہ 1 ماپا جانے والے درجہ حرارت پر واقع ہے، جب کہ رابطہ 2 اور رابطہ 3 کو LM35 اینالاگ درجہ حرارت کے سینسر کا استعمال کرتے ہوئے مختلف درجہ حرارت پر رکھا گیا ہے۔ آؤٹ پٹ وولٹیج ان دو درجہ حرارت کی قدروں کے درمیان فرق کے تقریباً متناسب ہے۔
چونکہ تھرموکوپلز کی حساسیت کافی کم ہے (دسیوں مائیکرو وولٹس فی ڈگری سیلسیس کے حکم پر)، آپ کو قابل استعمال آؤٹ پٹ وولٹیج پیدا کرنے کے لیے کم آفسیٹ یمپلیفائر کی ضرورت ہوگی۔ تھرموکوپلز کی ورکنگ رینج کے اندر، درجہ حرارت سے وولٹیج کی منتقلی کے فنکشن میں نان لائنیرٹی کے لیے اکثر معاوضے کے سرکٹس یا تلاش ٹیبلز کی ضرورت ہوتی ہے، بالکل RTDs اور تھرموکوپلز کی طرح۔ تاہم، ان خرابیوں کے باوجود، تھرموکوپل اب بھی بہت مقبول ہیں، خاص طور پر اوون، واٹر ہیٹر، بھٹوں، جانچ کے آلات اور دیگر صنعتی علاج کے لیے موزوں ہیں - کیونکہ تھرموکول کا تھرمل معیار بہت کم ہے، اور کام کرنے والے درجہ حرارت کی حد (جس میں توسیع کی جا سکتی ہے) 2300 ڈگری سے اوپر تک) بہت وسیع ہے:
آئی سی سینسر
IC سینسر درجہ حرارت کی حد کے اندر کام کر سکتے ہیں {{0} ڈگری C سے+150 ڈگری C - منتخب|سی سینسرز +200 ڈگری سینٹی گریڈ تک کام کر سکتے ہیں۔ مربوط آئی سی سینسرز کی مختلف قسمیں ہیں، لیکن چار سب سے عام مربوط آئی سی سینسرز اینالاگ آؤٹ پٹ ڈیوائسز، ڈیجیٹل انٹرفیس ڈیوائسز، ریموٹ ٹمپریچر سینسرز، اور درجہ حرارت کنٹرولر کے افعال کے ساتھ ہیں۔ (درجہ حرارت سوئچز) اینالاگ آؤٹ پٹ ڈیوائسز (عام طور پر وولٹیج آؤٹ پٹ، لیکن کچھ میں موجودہ آؤٹ پٹ بھی ہوتا ہے) زیادہ تر غیر فعال حل کی طرح ہوتے ہیں جب انہیں آؤٹ پٹ سگنل کو ڈیجیٹائز کرنے کے لیے ADC کی ضرورت ہوتی ہے۔ ڈیجیٹل انٹرفیس آلات عام طور پر دو وائر انٹرفیس (12C یا PMBus) استعمال کرتے ہیں اور ان میں بلٹ ان ADCs ہوتے ہیں۔ مقامی درجہ حرارت کے سینسر کے علاوہ، ریموٹ درجہ حرارت کے سینسر میں ریموٹ ڈائیوڈ درجہ حرارت کی نگرانی کے لیے ایک یا زیادہ ان پٹ بھی ہوتے ہیں - وہ عام طور پر انتہائی مربوط ڈیجیٹل ICs (جیسے پروسیسر یا فیلڈ پروگرام ایبل گیٹ اری (FPGAs)) میں رکھے جاتے ہیں۔ جب درجہ حرارت کی حد تک پہنچ جاتی ہے، تو ترموسٹیٹ ایک سادہ الارم فراہم کر سکتا ہے۔ IC سینسر استعمال کرنے کے بہت سے فوائد ہیں، بشمول: کم بجلی کی کھپت؛ چھوٹی پیکیجنگ مصنوعات فراہم کر سکتے ہیں (کچھ سائز 0.8mmx0.8mm) کچھ ایپلی کیشنز میں ڈیوائس کی کم لاگت بھی حاصل کی جا سکتی ہے۔