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Effetti termoelettrici: sono comuni a conduttori e semiconduttori

1) Effetto Seebeck: quando due conduttori diversi sono messi a contatto ad una

estremità, una differenza di temperatura fra le estremità a contatto e quelle non a

contatto determina la nascita di una d.d.p.

2) Effetto Peltier: la corrente che attraversa la giunzione fra due conduttori diversi

rilascia o assorbe calore nella giunzione

3) Effetto Thomson (poco o per nulla utilizzato) : un gradiente di temperatura attraverso

un conduttore attraversato da corrente, produce un assorbimento o un rilascio di calore

nel conduttore (diverso dall’effetto Joule)

RESISTANCE - TEMPERATURE DETECTOR (RTD)

Nello stesso anno in cui Seebeck studiava il fenomeno termoelettrico, Humphrey Davy

annunciava che la resistenza dei metalli ha un’elevata dipendenza dalla temperatura,

indicando in particolare il platino come metallo idoneo per la fabbricazione di termometri a

termoresistenza. Ancora oggi il Pt è il metallo più utilizzato per le RTD per la sua linearità,

stabilità e robustezza dal punto triplo dell’H (-259,35 °C) al punto di solidificazione

2

dell’Ag (961,78 °C). Poiché la resistenza del sensore deve

essere molto maggiore di quella delle

interconnessioni, sono preferibili i

materiali con resistività maggiore.

I più comuni RTD in Pt sono le Pt100

(100 ohm a 0 °C).

 

  

R R 1 T in cui = 0.00385

PT

t o

 

 

 

    3

T T T T

    

     

 

   

 

R R R T 1 1  

T o o    

   

100 100 100 100

 

R = resist. alla temperatura T

T = resist. alla temperatura 0 °C

R

o self-heating

 //°C

= coeff. di temp. a T=0°C , typ. 0.00392 per Pt perturbativo (più grande di

 = 1.49 per il Pt una TC)

 = 0 per T > 0 e 0.11 per T < 0 TC alle giunzioni Pt-Cu

TERMISTORI

Sono resistori a base di semiconduttori la cui resistenza cambia con T (coefficiente

negativo, NTC). Si basano sulla dipendenza della mobilità dei portatori maggioritari

dalla temperatura. Sono caratterizzati da una sensibilità generalmente molto elevata

(superiore a TermoCoppie e Res.Temp.Detectors). Purtroppo la relazione è fortemente

non lineare.  

1    3

A B ln R C ln R

T T [K]

R, resistenza

A, B, C costanti

pro:

- elevata resistenza (5 kohm ed oltre) rende non necessaria la misura a quattro fili

- elevata sensibilità: la resistenza cambia fino al 4% / °C

- possono avere dimensioni molto ridotte (veloci e non perturbativi)

contro:

- ridotto intervallo di temperatura (alcune centinaia di °C)

- più fragili di TC e RTD

- scarsa linearità (determina elevata sensibilità alle basse temperature e bassa

sensibilità alle alte temperature)

SENSORI DI TEMPERATURA A CIRCUITO INTEGRATO

Sono caratterizzati da elevatissima linearità (internamente compensati).

A/K)

Possono presentarsi sia come generatori di corrente (p.es. 1 che come

generatori di tensione (p.es. 10 mV/K).

Il “sensore” integrato in genere è un termistore o un diodo. L’elettronica a

bordo limita l’intervallo di temperatura di utilizzo.


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AUTORE

Atreyu

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+1 anno fa


DESCRIZIONE DISPENSA

In questo materiale didattico, che contiene una breve storia della misura della temperatura, vengono trattati i seguenti argomenti. Sensori di temperatura (elettrici, ottici). Resistance temperature detector (RTD). Termistori. Sensori di temperatura a circuito integrato. Sensori di temperatura a diodo. Sensore di temperatura assoluta a diodi accoppiati. Pirometro. Sensori di flusso basati sulla misura differenziale della temperatura.


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in ingegneria elettronica
SSD:
A.A.: 2011-2012

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Atreyu di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Dispositivi elettronici a semiconduttore e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Mediterranea - Unirc o del prof Della Corte Francesco Giuseppe.

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