Les capteurs de température de l’air comprennent une variété d’appareils souvent conçus pour mesurer la température ambiante ou atmosphérique environnante. Ils peuvent également être utilisés dans des environnements industriels courants, comme dans les moteurs à injection de carburant dans les automobiles pour calculer la densité de l’air afin que l’ordinateur de bord de la voiture puisse ajuster le débit de carburant, en l’abaissant à mesure que la densité de l’air diminue pour éviter la perte de puissance. Certains des types de capteurs de température les plus courants sont les thermocouples, les dispositifs de température résistifs (RTD), les capteurs infrarouges, les thermomètres et les diodes au silicium.
Les thermocouples fonctionnent par le contact de deux types de métaux différents qui se dilatent et se contractent à des vitesses différentes en fonction de la température. Ils sont souvent utilisés comme thermostats, qui sont des commutateurs sensibles à la température, mais peuvent également être utilisés comme capteurs de température de l’air en raison de leur capacité à mesurer sur une large plage de températures, de 32 ° Fahrenheit (0 ° Celsius) à 2,102 1,150 ° Fahrenheit (XNUMX XNUMX ° Celsius) ou plus. Les capteurs de température de l’air à thermocouple sont utilisés dans des environnements à haute température comme les fours, mais ne sont pas très bons pour mesurer les changements environnementaux infimes de fractions de degré.
Les dispositifs de température résistifs et les thermistances mesurent l’augmentation ou la diminution de la résistance électrique de la matière à mesure que la température augmente. Les RTD sont plus précis que les thermocouples pour les petits changements de température, mais ne peuvent pas mesurer des températures aussi élevées ou basses que les thermocouples. Ils ont également tendance à être plus durables et stables que les thermocouples, bien que leurs lectures puissent être erronées en raison de la conception et des conditions environnementales. Comme ils ne sont pas affectés par le bruit électrique environnant, les RTD sont souvent utilisés comme capteurs de température de l’air dans les environnements industriels où des moteurs puissants ou un courant haute tension sont présents.
Les capteurs de température infrarouges sont des dispositifs de mesure indirects, ne nécessitant aucun contact physique avec le matériau à mesurer, car ils mesurent le rayonnement thermique qu’il produit, souvent appelé rayonnement du corps noir. Ils sont donc utiles dans des environnements extrêmes où d’autres capteurs tomberaient en panne, comme dans les fours où les températures peuvent dépasser 5,000 2,760 ° Fahrenheit (XNUMX XNUMX ° Celsius) et les processus industriels où le chauffage et le refroidissement se produisent rapidement. Les capteurs à diode au silicium fonctionnent à l’extrême opposé de celui des capteurs infrarouges et sont utiles pour mesurer le froid extrême. Bien qu’ils aient des applications en tant que capteurs de température de l’air dans les expériences scientifiques au lycée, ils sont plus souvent utilisés pour mesurer les gaz cryogéniques sous forme liquide, tels que l’azote liquide, l’oxygène, l’hydrogène et l’hélium.
Les thermomètres, les thermistances et les RTD sont les types de capteurs de température de l’air les plus couramment utilisés et sont également souvent utilisés pour mesurer les températures des liquides et des solides. Les thermomètres typiques fonctionnent en mesurant l’expansion et la contraction du mercure liquide ou d’un liquide organique rouge dans un tube scellé, lorsque la température de l’air extérieur change. Les capteurs de température de l’air automobile sont généralement des thermistances. Qu’ils mesurent les gaz d’échappement, le débit d’air d’admission ou le liquide de refroidissement du moteur, ils fonctionnent tous sur le même principe qu’à mesure que la température du milieu environnant augmente, la résistance dans le capteur s’accumule et le signal de tension qu’il envoie aux commandes de l’ordinateur est réduit.