Sensores diseñados según el principio de expansión del metal
Los metales se expanden en respuesta a los cambios de temperatura ambiente y los sensores pueden convertir esta respuesta en señales de varias maneras.
Sensores de tira bimetálica: Las tiras bimetálicas constan de dos metales con diferentes coeficientes de expansión unidos entre sí. Con los cambios de temperatura, el material A se expande más que el otro metal, lo que hace que la tira se doble. La curvatura de esta curva se puede convertir en una señal de salida.
Sensores de tubo y varilla bimetálica: a medida que aumenta la temperatura, la longitud del tubo de metal (material A) aumenta, mientras que la longitud de la varilla de acero que no se expande (metal B) no-. Esta expansión lineal del tubo metálico debido al cambio de posición se puede transmitir. Por el contrario, esta expansión lineal se puede convertir en una señal de salida.
Sensores diseñados en base a las curvas de deformación de líquidos y gases: los líquidos y gases también sufren cambios de volumen con la temperatura.
Varias estructuras pueden convertir este cambio de expansión en un cambio de posición, generando así una salida de cambio de posición (potenciómetros, polarización de detección, deflectores, etc.).
Detección de resistencia: la resistencia de un metal cambia con la temperatura.
Para diferentes metales, el cambio de resistencia varía con cada cambio de grado Celsius en la temperatura, y este valor de resistencia se puede utilizar directamente como señal de salida.
Hay dos tipos de cambios de resistencia:
Coeficiente de temperatura positivo: aumento de temperatura=aumento de resistencia
Disminución de temperatura=Disminución de resistencia
Coeficiente de temperatura negativo: aumento de temperatura=disminución de resistencia
Disminución de temperatura=Aumento de resistencia
Detección de termopar
Un termopar consta de dos alambres metálicos de diferentes materiales soldados entre sí en sus extremos. Midiendo la temperatura ambiente del área sin calefacción, se puede determinar con precisión la temperatura del punto calentado. Debido a que requiere dos conductores de diferentes materiales, se llama termopar. Los termopares fabricados de diferentes materiales se utilizan en diferentes rangos de temperatura y sus sensibilidades también varían. La sensibilidad del termopar se refiere al cambio en la diferencia de potencial de salida cuando la temperatura del punto calentado cambia en 1 grado. Para la mayoría de los termopares soportados por materiales metálicos, este valor está aproximadamente entre 5 y 40 microvoltios/grado.
Debido a que la sensibilidad de un sensor de temperatura de termopar es independiente del espesor del material, los sensores de temperatura se pueden fabricar utilizando materiales muy delgados. Debido a que los materiales metálicos utilizados para fabricar termopares tienen una ductilidad excelente, estos pequeños elementos sensores de temperatura tienen velocidades de respuesta extremadamente altas y pueden medir procesos que cambian rápidamente.