หลักการทำงานของเซ็นเซอร์ความเร็วลมความร้อน

หลักการทำงานของเซ็นเซอร์ความเร็วลมความร้อน

เซ็นเซอร์ความเร็วลมความร้อนใช้ลวดร้อน (ลวดทังสเตนหรือแพลทินัม) หรือฟิล์มร้อน (ฟิล์มแพลตตินัมหรือโครเมียม) เป็นโพรบ โดยสัมผัสกับอากาศที่กำลังวัด และเชื่อมต่อกับสะพานวีทสโตนเพื่อตรวจจับอัตราการไหลของอากาศในส่วนที่วัดโดยความสมดุลของความต้านทานหรือกระแสของสะพานวีทสโตนเซ็นเซอร์ความเร็วลมฟิล์มร้อนเคลือบด้วยฉนวนฟิล์มควอทซ์บางมากเพื่อเป็นฉนวนจากของเหลวและป้องกันการปนเปื้อน และสามารถทำงานในกระแสลมที่มีอนุภาคและแข็งแรงกว่าลวดร้อนที่เป็นโลหะ

เมื่ออุณหภูมิของอากาศคงที่ กำลังที่กระจายบนเส้นลวดจะเท่ากับความร้อนทันทีที่กระจายโดยเส้นลวดในอากาศ ความต้านทานของลวดร้อนจะแตกต่างกันไปตามอุณหภูมิ และความต้านทานของลวดร้อนและอุณหภูมิของลวดร้อนในช่วงอุณหภูมิปกติ (0 ถึง 300 °C) แสดงความสัมพันธ์เชิงเส้น ค่าสัมประสิทธิ์การกระจายความร้อนสัมพันธ์กับความเร็วของการไหลของอากาศ

ความเร็วของการไหลของอากาศที่วัดโดยเซ็นเซอร์ความเร็วลมความร้อนนั้นเป็นหน้าที่ของกระแสและความต้านทาน ด้วยการรักษากระแส (หรือความต้านทาน) ให้คงที่ ความเร็วลมที่วัดได้จะสอดคล้องกับความต้านทาน (หรือกระแส) เท่านั้น

เซ็นเซอร์ความเร็วลมความร้อนมีให้เลือกใช้ในวงจรการออกแบบทั้งกระแสคงที่และอุณหภูมิคงที่ เซ็นเซอร์วัดความเร็วลมแบบลวดร้อนแบบเทอร์โมสแตติกมักใช้กันมากกว่าหลักการของวิธีอุณหภูมิคงที่คือการรักษาอุณหภูมิของลวดร้อนให้คงที่ในระหว่างกระบวนการวัด เพื่อให้สมดุลของสะพาน ความต้านทานของลวดร้อนยังคงที่ ความเร็วการไหลของอากาศเป็นเพียงฟังก์ชันค่าเดียวของกระแส ตามความสัมพันธ์ที่ทราบระหว่างความเร็วการไหลของอากาศและกระแสสามารถหาได้จากความเร็วการไหลของอากาศผ่านอุปกรณ์ปลายทาง

เซ็นเซอร์ความเร็วลมลวดร้อนคงที่จะรักษาค่าปัจจุบันที่ไหลผ่านค่าคงที่ของลวดร้อนในระหว่างกระบวนการวัด เมื่อค่ากระแสคงที่ ความเร็วลมจะสัมพันธ์กับความต้านทานของลวดร้อนเท่านั้น ความเร็วลมผ่านเซ็นเซอร์สามารถพบได้จากความเร็วลมที่ทราบซึ่งสัมพันธ์กับความต้านทานของลวดร้อน

เซ็นเซอร์ความเร็วลมแบบลวดร้อนจะวัดความเร็วลมแบบเป็นจังหวะ เซ็นเซอร์ความเร็วลมไหลคงที่มีความเฉื่อยความร้อนสูง เซ็นเซอร์ความเร็วลมอุณหภูมิมีความเฉื่อยความร้อนค่อนข้างต่ำและมีการตอบสนองความเร็วสูง ความแม่นยำในการวัดเซ็นเซอร์ความเร็วความร้อนไม่สูงมาก ดังนั้นควรให้ความสนใจกับการชดเชยอุณหภูมิเมื่อใช้เซ็นเซอร์