온도센서 열전대 써미스터

소개글

온도센서 열전대 써미스터에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.온도센서
-접촉식 온도센서
-비접촉식 온도센서
1-1.열평창이용 온도계
유리 온도계
바이메탈 온도계
백금지항 온도센서
1-3 써미스터
(1)개요
(2) 원리
(3) 특성
(4) 종류 및 구조
1-4.열전대
1-5. IC센서
1-6. 수정온도 센서
1-7.방사온도계

본문내용

른 방법은 최근 발달한 박막제조기술을 이용한 박막 써미스터의 개발이다. 박막 써미스터는 알루미나, Si 웨이최 등의 기판 위에 스퍼터링(sputtering) 또는 진공증착(evaporation) 등의 방법으로 감열체및 전극을 약 0.1~10rm의 두께로 형성한 것으로 열응답이 빠르고 넓은 범위의 저항값을 가지는 것을 제조할 수 있으며, 균일하고 안정한 특성의 센서를양산할수 있다. 박막 써미스터의 대표적인 것은 SiC 박막 써미스터이다. SiC는 기계적 강도, 내열성, 내부식성이 뛰어난 매우 안정한 재료고서 고주파 스퍼터링법에 의해 SiC 단결검에 버금가는 안정성을 가진 박막을 얻을 수 있다. (그림 1-7)에 고정밀 SiC 박막 써미스터의 구조 및 특성을 보였다.
센서의 고정밀화를 위한 다른 방법은 최근 발달한 박막제조기술을 이용한 박
막 써미스터의 개발이다. 박막 써미스터는 알루미나, Si 웨이최 등의 기판 위에 스퍼터링(sputtering) 또는 진공증착(evaporation) 등의 방법으로 감열체및 전극을 약 0.1~10의 두께로 형성한 것으로 열응답이 빠르고 넓은 범위의 저항값을 가지는 것을 제조할 수 있으며, 균일하고 안정한 특성의 센서를 양산할 수 있다. 박막 써미스터의 대표적인 것은 SiC 박막 써미스터이다. SiC는 기계적 강도, 내열성, 내부식성이 뛰어난 매우 안정한 재료고서 고주파 스퍼터링법에 의해 SiC 단결검에 버금가는 안정성을 가진 박막을 얻을 수 있다. (그림 1-7)에 고정밀 SiC 박막 써미스터의 구조 및 특성을 보였다.
[그림 1-7]고정밀 SiC 박막 써미스터의 구조와 특성
5-4.열전대
(1)원리
[그림 5-8](b)와 같이 두가지의 다른 규질한 금속선 A와 B를 접합하고 양접합점 사이에 온도차를 주면 금속선에는 전류가 흐른다. 이 현상은 1821년 제벡에 의해 발견되어 제벡효과(seebeck　effect)라 부르며 이 전류를 열전류라 한다. 이 금속쌍을 [그림 1-8](a)에서처럼 절단하면 절단점에서는 온도차에 해당하는 기전력이 발생하는데 이를 열기전력이라 한다. 열기전력 의 크기는 짝지은 금속의종류 및 두 접점의 온도차에 의존할 뿐 금속의 형상이나 치수, 도중의 온도변화에는 영향을 받지 않는다.
이 원리를 이용해 한쪽 접점 을 어떤 기준온도로 유지하고 다른 접접 의 온도와 열기전력 사이의 관계를 조사해 두면, 접점를 미지의 온도환경에 두고 열기전력을 측정함으로써 접점의 온도를알 수 있다. 이것이 열전대를 이용한 온도측정의 원리 이며, 이 금속선의 조합을 열전대(thermocouple) 혹은 열전쌍이라 한다.
(a) (b)
[그림 1-8]열전대 원리
(2) 일반적인 특징
열전대는 공업분야를 비롯해 대단히 광범위한 분야에서 매우 중요한 온도센서로 평가받고 있으며, 실제 가장 많이 쓰이는 센서 중의 하나로서 다음의 장점이 있다.
a.금속선을 적당히 선택함으로써 매우 넓은 범위의 온도를 측정할 수 있다.
b.구조가 간단하고 취급이 용이하다.
c. 측온부의 소형화가 가능하기 때문에 좁은 장소에서의 측정이 가능하고 응답속도가 빠르다.
d. 규격화가 되어 있어 측정 신뢰도가 높다.
e.측정결과가 바로 전기적 신호여서 신호처리가 용이하다.
f.전원을 필요로 하지 않는다.
일반적으로 열전대는 저온영역에서 열기전력이 작으므로 주로 고온측정에 사용되어진다. 열전대의 결점으로는 저온에서 정밀도 및 안정성이 떨어지고 기준접점이 필요하므로 기준접점과 측정접점이 열전대로 연결되어 있어야 한다는 점이다.
(3) 종류
열전대의 종류에는 구성된 금속재료에 따라 B, R, S J, K, E, J, T 열전대가 있다.
(a) B, R, S열전대
백금-백금로듐계의 커금속 열전대로 아주 고온까지 안정하여 고정밀의 측정이 가능하고 내산화성이나 내약픔성도 우수하다. 결점으로는 열기전력이 작고환원성분위 기에 약하다.
(b) K 열전대
1960년대에 호스킨사에 의해 크로멜/알루멜의 상표로 개발된 열전대로 지금도 클로멜/알루멜 열전대로 많이 불리고 있다 내열성이 있고 저온의 습기찬 분위기에서 내식성이 좋고 열기전력 특성은 온도에 대한 직선성이 양호하며 1000℃까지의 산화, 불활성가스분위기에서 가장 많이 사용된다. 오랜 세월동안의 사용에서 그 성질이 잘 알려져 있으며 정도, 안정도가 뛰어나며 가격이 적정하다는 점에서 널리 이용되고 있다. 그러나 K 열전대는 1000℃ 이상에서 장 시간 사용하면 열전대소선의 내부 산화현상으로 드리프트가 발생하고, 환원성 분위기에 약하다 또한 200~600℃에서 사용할 때 그 초기에 드리프트가 발생한다는 문제가 있다.
(c) E 열전대
보통 크로멜-콘스탄탄 열전대라 불리운다. 실용화되어 있는 열전대 중 가장 큰 열기전력 특성을 갖고 있다. J 열전대의 결점을 보완하기 위해 개발된 것으로 알려져 있으며 발전소, 화학공업 등의 온도계측제어에 널리 이용되고 있다. 환원성 분위기에 약하다는 단점이 있다.
(d) J 열전대
철-콘스탄탄 열전데라 부른다. 환원성분위기에 강하고 수소나 일산화탄소에도 비교적 강하다. 일찍 실용화되고 가격도 싸서 주로 500℃ 이하의 석유화학공업 등 특정분야에서 이퐁되고 있다. 그러나 +각의 철이 녹슬기 쉬워 특성이 열화되기 쉽고 품질이 비교적 고르지 않아 E열전대로 대체되고 있다.
(e) T 열전대
동-콘스탄탄 열전대라 불린다. 값이 싸고 가는 선의 가공성이 우수하며 특성도 고르므로 비교적 낮은 온도용으로 많이 사용되고 있다. 구리가 고온에서 산화되기 쉬우므로 온도한계가 낮다. 써미스터 등 반도체를 이용한 센서류에 의해 대체되어 가는 경향이 있다.
(f) 그외 열전대
[N 열전대]
K 열전대의 결점을 개선하기 위해 개발된 것으로, 약 14%의 Cr과 1.4%의 Si을 함유하는 Ni합금의 나이크로실(nicrosil)(+각)과, 4.4%의 Si를 함유하는 Ni 합금의 나이실(nisil)(-각)로 구성되어 보통 나이크로실-나이실 열전대라 불린다. K열전대에 비해 보다 높은 온도에서도 사용할 수 있고 내산화성이 우수해 고온에서의 열화현상도 적어 주목되고 있는 열전대이다. (W. Re 계 열전대)
초고온용으로 텅스텐과 레

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온도센서,   써미스터,   서미스터,   서미스트,   백금저항,   수정 온도센서,   IC센서