자동차공학 실험 - 온도 센서

온도 센서

도체에 있어서 전기저항은 온도의 변화에 따라 변화한다. 이러한 특성을 이용, 단위온도 변화에 대한 저항 변동율을 안다면 변동되는 저항치 만으로 해당 온도를 측정할 수 있게 된다. 여기서 단위온도에 대한 저항 변동율은 온도계수라 하며, 온도 증가시 저항치가 증가하면 정의 온도계수 저항치가 감소하면 부의 온도계수라고 한다. 주로 온도측정에 사용하는 금속 재질은 정의 온도계수를 갖고 있으며 이중에서도 온도측정에 사용되는 재질은 백금, 니켈, 동 등이며 재질이 순수한 것일수록 온도계수는 커지고 그 값도 일정해진다.
온도 센서를 분류하는 방법으로는 감지원리에 따른 방법, 센서 종류에 따른 방법, 측정 방법에 따른 여러가지 방법이 있지만 일반적으로 측정방법에 의한 분류방법이 널리 쓰이고 있다. 측정방법으로는 접촉식 센서와 비접촉식 센서로 나눌 수 있다. 접촉식은 측정대상물에 직접 열적으로 접촉시켜 열평형상태에 도달한 뒤 온도를 측정하는 것이며 비접촉식은 측정 대상물에서 방사되는 자외선이나 주로 적외선을 검출하여 온도를 측정하는 방법이다. 접촉식은 측정 대상물의 열에너지가 온도 센서로 이동하므로 측정대상물의 온도변화를 야기시킬 수 있어 정확한 온도 측정이 어려울 수 있다. 따라서 측정 대상물의 열용량이 센서소자에 비해 충분히 커야 영향을 줄일 수 있다. 비접촉식은 측정 대상물과 직접 열접촉이 없으므로 이와같은 문제는 없으나 측정 원리상 고가이며 정확도등이 접촉식에 비해 떨어진다.

[접촉식과 비접촉식 온도 센서의 비교]

　
접촉 방식
비접촉 방식
필요 조건

◦ 측정대상과 센서를 잘 접촉시킬 것
◦ 측정 대상에 센서를 접촉시켰을 때 측정대상의 온도가 변화하지 않을 것

◦ 측정대상에서의 방사가 충분히 센서에 도달할 것
◦ 측정대상물의 실효 방사율이 명확하게 알려져 있거나 , 혹은 재현 가능할 것

특징

◦ 열용량이 적은 측정대상에서는 센서 접촉에 의한 측정대상 온도 변화가 쉬움
◦ 움직이는 물체는 측정하기 어려움

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