온도센서는 온도를 어떻게 전기신호로 바꿔서 측정하나요?

Question

전자체온계나 온도조절기에 들어가는 온도센서가 온도 변화를 감지해서 숫자로 보여주는데, 물리적인 온도가 어떻게 전기적 신호로 변환되는 건지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 기억상실은공식인가님 장철연 전문가입니다.

전자체온계나 온도조절기 내부에는 주로 RTD나 써모커플 같은 온도센서가 들어 있습니다 온도가 올라가면 금속의 전기저항이 변하거나 서로 다른 금속 접합부에서 발생하는 전압이 변합니다 기기는 이 변화를 측정한 뒤 전자회로가 온도로 환산하여 화면에 숫자로 표시합니다

산업현장에서는 센서를 직접 배관이나 탱크에 넣지 않고 써모웰이라는 금속 보호관 안에 넣는 경우가 많습니다 써모웰은 공정 유체의 온도를 센서로 전달하면서도 고온 고압 부식 진동으로부터 센서를 보호하는 역할을 합니다 뜨거운 유체의 열이 써모웰 금속을 통해 전달되고 그 열이 다시 내부 센서로 이동하여 온도를 측정하게 됩니다

쉽게 말하면 써모웰은 온도 자체를 측정하는 장치가 아니라 센서를 안전하게 보호하는 갑옷 같은 부품입니다 센서는 열에 의해 전기적 특성이 변하고 측정기는 그 신호를 온도로 변환합니다 따라서 써모웰과 온도센서가 함께 사용되면 센서 교체가 쉽고 설비를 정지하지 않고도 유지보수가 가능해 산업 플랜트에서 널리 사용됩니다

Answer 2

안녕하세요. 설효훈 전문가입니다. 전자체온계나 온도조절기에 들어가는 온도센서는 온도에 따라 전기적 특성이 변하는 부품을 이용합니다.

 온도계는 보통 내부에 서미스터(thermistor)라는 센서가 온도가 올라가거나 내려가면 센서의 저항값이 변합니다. 기기에서는 이 저항값의 변화를 전기 신호로 측정하고, 내부 회로가 그 값을 온도로 계산해서 숫자로 보여주는 것입니다.

 쉽게 말하면 온도 → 센서의 저항 변화 → 전기 신호 변화 → 회로가 온도로 계산 → 화면에 숫자로 표시되는 과정입니다.

 그래서 온도 자체를 전기로 바꾸는 것이라기보다는, 온도에 따라 달라지는 전기적 특성을 측정해서 온도로 다시 환산하는 것이라고 보면 됩니다.

Answer 3

안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.

온도센서는 온도가 변할 때 전기적 성질이 달라지는 물질을 이용해 온도를 측정합니다 대표적으로 서미스터는 온도에 따라 전기정항이 변하고 이 저항 변화를 전압 등의 전기신호로 바꿉니다 이렇게 변환된 신호를 전자회로가 읽어 온도값으로 계산한 뒤 화면에 숫자로 표시하는 겁니다 즉 온도 변화 저항전압변화 전기신호 온도값의 과정을 거치는 것입니다

Answer 4

안녕하세요. 최정훈 전문가입니다.

온도 센서는 금속이나 반도체가 온도 변화에 따라서 전기적인 성질이 바뀌는 원리를 이용합니다. 온도가 변하면은 센서 내부에 전기 저항이 달라지거나 미세한 전압 차이가 발생하죠. 센서 회로가 이 변화를 감지해서 전기 신호로 바꾼 뒤에 내부 칩이 이걸 계산해서 우리가 보는 숫자로 나타내는 구조입니다. 결국에는 물리적인 열 에너지가 전류나 전압의 크기라는 전기적인 데이터로 번역이 되는 거라고 이해하시면 좋을 것 같습니다.