Датчики температуры воздуха включают в себя различные устройства, часто предназначенные для измерения температуры окружающей среды или окружающей атмосферы. Их также можно использовать в обычных промышленных условиях, например, в двигателях с впрыском топлива в автомобилях для расчета плотности воздуха, чтобы бортовой компьютер автомобиля мог регулировать расход топлива, уменьшая его по мере уменьшения плотности воздуха, чтобы предотвратить потерю мощности. Некоторыми из наиболее распространенных типов датчиков температуры в целом являются термопары, резистивные датчики температуры (RTD), инфракрасные датчики. , термометры и кремниевые диоды.
Термопары работают за счет контакта двух разных типов металлов, которые расширяются и сжимаются с разной скоростью в зависимости от температуры. Они часто используются в качестве термостатов, которые представляют собой переключатели, чувствительные к температуре, но также могут использоваться в качестве датчиков температуры воздуха благодаря их способности измерять температуру в широком диапазоне от 32° по Фаренгейту (0° по Цельсию) до 2102° по Фаренгейту (1150°С). ° Цельсия) и более. Термопары датчики температуры воздуха используются в высокотемпературных средах, таких как печи, но они не очень хороши для измерения минут. изменения окружающей среды на доли градуса.
Резистивные температурные устройства и термисторы измеряют увеличение или уменьшение электрического сопротивления вещества при повышении температуры. RTD более точны при небольших изменениях температуры, чем термопары, но не могут измерять такие высокие или низкие температуры, как термопары. Они также имеют тенденцию быть более долговечными и стабильными, чем термопары, хотя их показания могут быть ошибочными из-за конструкции и условий окружающей среды. Поскольку на них не влияют окружающие электрические помехи, термометры сопротивления часто используются в качестве датчиков температуры воздуха в промышленных условиях, где присутствуют мощные двигатели или ток высокого напряжения.
Инфракрасные датчики температуры представляют собой устройства косвенного измерения, не требующие физического контакта с измеряемым материалом, поскольку они измеряют производимое им тепловое излучение, которое часто называют излучением черного тела. Поэтому они полезны в экстремальных условиях, когда другие датчики могут выйти из строя, например, в печах, где температура может превышать 5000° по Фаренгейту (2760° по Цельсию), и в промышленных процессах, где происходит быстрое нагревание и охлаждение. Датчики с кремниевыми диодами работают на противоположном пределе по сравнению с инфракрасными датчиками и полезны при измерении сильного холода. Хотя они используются в качестве датчиков температуры воздуха в школьных научных экспериментах, они чаще используются для измерения криогенных газов в жидкой форме, например, жидких азот, кислород, водород и гелий.
Термометры, термисторы и терморезисторы являются наиболее часто используемыми типами датчиков температуры воздуха, а также часто используются для измерения температуры жидкостей и твердых тел. Типичные термометры работают, измеряя расширение и сжатие либо жидкой ртути, либо органической красной жидкости в герметичной трубке при изменении температуры наружного воздуха. Автомобильные датчики температуры воздуха обычно представляют собой термисторы. Независимо от того, измеряют ли они выхлопные газы, поток всасываемого воздуха или охлаждающую жидкость двигателя, все они работают по одному и тому же принципу: по мере того, как температура окружающей среды нагревается, сопротивление в датчике увеличивается, а сигнал напряжения, который он выводит на компьютерное управление, уменьшается.