Thermomètres numériques et ses applications

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Thermomètres

Un thermomètre est un appareil utilisé pour mesurer la température d'un appareil particulier ou d'un corps vivant et affiche la lecture. Une échelle de thermomètre peut être en degrés Fahrenheit ou Celsius.

2 types de thermomètres conventionnels utilisés plus tôt

1. Thermomètres à ampoule ou à mercure: Ces thermomètres se composent d'un tube en verre scellé avec un récipient en verre en forme d'ampoule à l'extrémité. Cela fonctionne sur le principe que les liquides se dilatent en s'échauffant. Cependant, un inconvénient de ces thermomètres est qu'ils ne peuvent mesurer la température que dans une certaine mesure. En outre, les thermomètres sont basés sur l'expansion de la matière avec l'augmentation de la température et les lectures ont été faites à partir des lectures de l'échelle. Cela conduit souvent à des résultats erronés. De plus, en cas de rupture accidentelle ou délibérée du tube, le mercure qui s'échappe peut être très dangereux. Par conséquent, ces thermomètres doivent être manipulés très soigneusement. De plus, le mercure a un point de congélation bas et ne peut pas être utilisé dans des endroits à basse température ambiante.




2. Thermomètres bimétalliques: Ces thermomètres sont constitués de deux métaux réunis et au fur et à mesure que ces métaux sont chauffés, ils se dilatent à des vitesses différentes, provoquant la flexion de l'un ou l'autre des métaux. Cette bande bimétallique est fixée au cadran avec une échelle de température calibrée pour indiquer les lectures. Ces thermomètres peuvent être connectés à un interrupteur à l'autre extrémité et le changement de température peut provoquer l'ouverture et la fermeture de l'interrupteur. Ces thermomètres peuvent être utilisés pour contrôler la température. Ils peuvent être installés à l'intérieur d'un réfrigérateur ou d'un four. Cependant, ces systèmes sont également facilement sujets à la rupture. L'étalonnage n'est pas précis et peut changer facilement. De plus, ces thermomètres ne peuvent pas être utilisés à basse température.

Après avoir lu les informations ci-dessus, vous devez avoir maintenant une idée sur les thermomètres et la nécessité de passer à une approche différente des thermomètres. Dans les deux types de thermomètres ci-dessus, le problème majeur réside dans le principe et dans la technique d'affichage utilisée. Ainsi, une solution de base consiste à remplacer l'ensemble du principe et la méthode d'affichage.



Définition du thermomètre numérique:

Il se compose d'une thermistance pour détecter la température et d'un affichage électronique de la température. Les thermomètres numériques sont utilisés par voie orale, rectale ou sous le bras. Il peut lire la température de 94⁰F à 105⁰F.

Composants du thermomètre numérique:

  • Batterie : Il s'agit d'une pile bouton LR41 composée de métal et fournit une alimentation d'environ 1,5V au thermomètre.
Cellule LR41 (LR736) par porte-sonde

Cellule LR41 (LR736) par porte-sonde

  • Corps : Le corps du thermomètre est composé de plastique dur et mesure 100,5 mm de long et sa largeur varie de bas en haut, le fond étant plus fin.
Thermomètre médical numérique par rambergmedia

Thermomètre médical numérique par rambergmedia

  • Thermister: Il s'agit d'un matériau semi-conducteur composé de céramique et utilisé pour détecter la température. Il est placé à l'extrémité du thermomètre par liaison avec de l'époxy et est enfermé dans un capuchon en acier inoxydable.
Thermistance à billes NTC par Ansgar Hellwig

Thermistance à billes NTC par Ansgar Hellwig

  • LCD: C'est l'affichage du thermomètre et mesure environ 15,5 mm de long et 6,5 mm de large. Il affiche la lecture pendant 3 secondes, puis commence à clignoter pour indiquer la prochaine température à mesurer.
  • Circuit : Il se compose d'un ADC et d'un microcontrôleur ainsi que de quelques composants passifs.
Circuit de thermomètre numérique par GXTI

Circuit de thermomètre numérique par GXTI

Principe de fonctionnement du thermomètre numérique

Le thermomètre numérique consiste essentiellement en un capteur qui mesure le changement de résistance dû à la chaleur et convertit ce changement de résistance en température.


Circuit de thermomètre numérique:

Circuit de thermomètre numérique

Circuit de thermomètre numérique

La thermistance est une résistance dont la valeur de résistance varie avec la température. Au fur et à mesure que la thermistance chauffe, sa résistance augmente ou diminue (selon qu'il s'agit d'un coefficient de température négatif ou d'un coefficient de température positif). La sortie analogique de la thermistance est fournie à l'ADC via les fils, où elle est convertie en un signal numérique puis transmise au microcontrôleur pour un traitement ultérieur et la sortie sous forme de lecture de température est affichée sur l'écran LCD interfacé avec le microcontrôleur .

Un kit de thermomètre numérique utilisant le capteur de température DS1620 et une application de contrôle

Un capteur de température numérique est utilisé qui fournit une lecture de température sur 9 bits et est interfacé avec le microcontrôleur. Le microcontrôleur reçoit cette entrée numérique et l'affiche sur l'écran LCD qui lui est interfacé.

Schéma de circuit du thermomètre numérique

Schéma de circuit du thermomètre numérique

Le système ci-dessus se compose d'un capteur de température IC DS1620 qui est un circuit intégré à 8 broches et peut mesurer la température de -55 degrés Celsius à +125 degrés Celsius. Il contient deux broches qui indiquent si la température mesurée dépasse la température définie par l'utilisateur. Ainsi, ce dispositif peut également être utilisé pour contrôler la commutation de charges en cas de fluctuations de température.

Dans le système ci-dessus, le circuit intégré de température mesure d'abord la température ambiante et convertit cette température en données numériques et les transmet au microcontrôleur qui affiche la lecture de température sur l'écran. À l'aide des interrupteurs à bouton-poussoir, la température définie par l'utilisateur peut être réglée. Lorsque la température ambiante augmente ou diminue alors la température définie par l'utilisateur, le microcontrôleur commande en conséquence la commutation du relais et donc la charge.

Thermomètres numériques modernes disponibles:

Thermomètre numérique réf ECT-1: Il mesure la température de 32 ° C à 42 ° C avec une précision de 0,1 ° C. Il est principalement utilisé dans les applications médicales.

Thermomètre numérique Numéro de modèle: EFT-3: Il mesure la température de 50 ° C à 125 ° C. Il est utilisé pour mesurer la température des aliments solides et liquides

Thermomètre numérique Thermolab IP65: Il mesure la plage de température de 50 à 200 ⁰C avec une précision de +/- 1⁰C.

Avantages des thermomètres numériques:

  • Précision : La lecture de la température ne dépend pas de la lecture de l'échelle et est plutôt affichée directement sur l'écran. Par conséquent, la température peut être lue exactement et avec précision.
  • La vitesse : Les thermomètres numériques peuvent atteindre une température finale en 5 à 10 secondes par rapport aux thermomètres conventionnels.
  • Sécurité: Les thermomètres numériques n'utilisent pas de mercure, par conséquent les dangers du mercure sont éliminés en cas de rupture du thermomètre.
  • Fort : Le thermomètre n’a pas besoin d’être secoué pour obtenir le niveau de mercure approprié, ce qui élimine le risque de rupture du tube.

Applications du thermomètre numérique:

Applications médicales : Les thermomètres numériques sont utilisés pour mesurer la température du corps humain autour de 37 ° C. Ces thermomètres sont principalement de type sonde ou de type oreille. Il mesure la température corporelle buccale, rectale et aisselle.

Applications marines : Les thermomètres numériques avec un capteur de gaz d'échappement haute température comme capteur de température peuvent être utilisés dans les applications marines pour mesurer la température locale.

Applications industrielles : Les thermomètres numériques sont également utilisés dans les centrales électriques, les centrales nucléaires, les hauts fourneaux, les chantiers navals, etc. Ils peuvent mesurer des températures de -220 -2C à + 850⁰C.

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Alors maintenant, laissez-moi en savoir plus sur les applications pratiques du thermomètre numérique?