I sensori di temperatura dell’aria comprendono una varietà di dispositivi spesso progettati per misurare la temperatura ambiente o atmosferica circostante. Possono anche essere utilizzati in ambienti industriali comuni, come nei motori a iniezione di carburante delle automobili per calcolare la densità dell’aria in modo che il computer di bordo dell’auto possa regolare il flusso di carburante, abbassandolo quando la densità dell’aria diminuisce per prevenire la perdita di potenza. Alcuni dei tipi più comuni di sensori di temperatura in generale sono termocoppie, dispositivi di temperatura resistivi (RTD), sensori a infrarossi, termometri e diodi al silicio.
Le termocoppie funzionano per contatto di due diversi tipi di metalli che si espandono e si contraggono a velocità diverse a seconda della temperatura. Sono spesso utilizzati come termostati, interruttori sensibili alla temperatura, ma possono anche essere impiegati come sensori di temperatura dell’aria grazie alla loro capacità di misurare in un ampio intervallo di temperature, da 32° Fahrenheit (0° Celsius) fino a 2,102° Fahrenheit (1,150 ° Celsius) o più. I sensori di temperatura dell’aria a termocoppia sono utilizzati in ambienti ad alta temperatura come i forni, ma non sono molto bravi a misurare variazioni ambientali minime di frazioni di grado.
I dispositivi di temperatura resistivi e i termistori misurano l’aumento o la diminuzione della resistenza elettrica della materia all’aumentare della temperatura. Gli RTD sono più precisi rispetto alle termocoppie in caso di piccole variazioni di temperatura, ma non possono misurare temperature così alte o basse come possono fare le termocoppie. Tendono anche ad essere più duraturi e stabili delle termocoppie, sebbene le loro letture possano essere errate a causa del design e delle condizioni ambientali. Poiché non sono influenzati dal rumore elettrico circostante, gli RTD vengono spesso utilizzati come sensori di temperatura dell’aria in ambienti industriali in cui sono presenti motori potenti o corrente ad alta tensione.
I sensori di temperatura a infrarossi sono dispositivi di misurazione indiretta, che non richiedono alcun contatto fisico con il materiale da misurare, poiché misurano la radiazione termica che produce, spesso definita radiazione del corpo nero. Sono quindi utili in ambienti estremi in cui altri sensori potrebbero guastarsi, come nei forni in cui le temperature possono superare i 5,000° Fahrenheit (2,760° Celsius) e nei processi industriali in cui il riscaldamento e il raffreddamento avvengono rapidamente. I sensori a diodi al silicio operano all’estremo opposto rispetto ai sensori a infrarossi e sono utili per misurare il freddo estremo. Sebbene abbiano applicazioni come sensori di temperatura dell’aria negli esperimenti scientifici delle scuole superiori, sono più spesso utilizzati per misurare i gas criogenici in forma liquida, come azoto liquido, ossigeno, idrogeno ed elio.
I termometri, i termistori e gli RTD sono i tipi più comunemente utilizzati di sensori di temperatura dell’aria e sono spesso utilizzati anche per misurare le temperature di liquidi e solidi. I termometri tipici funzionano misurando l’espansione e la contrazione del mercurio liquido o di un liquido rosso organico in un tubo sigillato, al variare della temperatura dell’aria esterna. I sensori di temperatura dell’aria per autoveicoli sono generalmente termistori. Sia che stiano misurando i gas di scarico, il flusso dell’aria aspirata o il liquido di raffreddamento del motore, funzionano tutti secondo lo stesso principio secondo cui quando la temperatura del fluido circostante si riscalda, la resistenza nel sensore si accumula e il segnale di tensione che invia ai controlli del computer viene ridotto.