سوئیچ دمای الکترومکانیکی

سوئیچ دمای الکترومکانیکی:
ترموستات (Thermostat) یک سنسور یا سوئیچ دمای الکترومکانیکی جالب است و اساساً از دو فلز مختلف مانند نیکل، مس، تنگستن یا آلومینیوم تشکیل می شود که به یکدیگر متصل شده اند و یک نوار دو فلزی را تشکیل می دهند.

با در معرض گرما قرار گرفتن نوار، به دلیل مقادیر متفاوت میزان انبساط خطی این دو فلز غیرمشابه، حرکت خمشی مکانیکی در فلزها رخ خواهد داد.

از نوار دوفلزی به تنهایی می توان به عنوان یک سوئیچ یا کلید الکتریکی یا یک راه حل مکانیکی برای عملکرد سوئیچ الکتریکی در کنترل ترموستاتیک یا کنترل المنت های گرمایش آب در بویلرها، کوره ها، تانکرهای ذخیره آب گرم و نیز سیستم خنک کننده رادیاتور خودرو استفاده کرد.

شکل زیر ساختار یک ترموستات دو فلزی را نشان می دهد.

ترموستات از دو فلز متفاوت (از نظر مشخصات گرمایی) تشکیل شده است که به صورت پشت به پشت به یکدیگر متصل شده اند.

وقتی هوا سرد باشد، کنتاکت ها بسته هستند و جریان از ترموستات عبور می کند.

اما هنگامی که هوا گرم شود، یکی از فلزها نسبت به فلز دیگر منبسط تر شده و نوار متشکل از دو فلز به سمت بالا (یا پایین) خم می شود و با باز شدن کنتاکت ها از عبور جریان از ترموستات جلوگیری می شود.

با توجه به نوع حرکت نواری که در معرض تغییرات دمایی قرار می گیرد، دو نوع عملکرد وجود دارد.

یکی نوع «عملکرد ضربه ای» (Snap-action) است که به صورت لحظه ای در یک نقطه دمایی خاص عمل روشن یا خاموش را انجام می دهد. شکل زیر یک ترموستات خاموش/روشن یا ON/OFF را نشان می دهد.

نوع دیگر ترموستات، «عملکرد تدریجی» (Creep-action) دارد و موقعیت کنتاکت های آن به تدریج نسبت به تغییرات دما تغییر می کنند.

ترموستات های ضربه ای معمولاً در خانه ها و برای کنترل نقطه تنظیم اجاق ها، اتو ها، مخازن آب گرم و نیز روی دیوارها برای کنترل سیستم گرمایش خانه به کار می روند.

ترموستات هایی با عملکرد تدریجی معمولاً از کویل یا سیم پیچ دو فلزی تشکیل شده اند که با تغییر دما به آرامی باز می شود.

معمولاً، نوع تدریجی نسبت نوع خاموش/روشن استاندارد به تغییرات دما حساس تر است، زیرا نوار آن طولانی تر و نازک تر بوده و به همین دلیل، این نوع ترموستات گزینه ایده آلی برای استفاده در گیج های دماسنج است.

اگرچه ترموستات های Snap-action بسیار ارزان و برای محدوده عملکرد وسیعی در دسترس هستند، یکی از معایب اصلی آن ها وقتی به عنوان سنسور دما مورد استفاده قرار می گیرند، این است که در مدت زمان باز تا بسته بودن کنتاکت های الکتریکی آن ها یک محدوده هیسترزیس بزرگ وجود دارد.

برای مثال، ممکن است ترموستات روی20∘C تنظیم شده باشد، اما تا زمانی که به22∘Cنرسد، تیغه های آن باز نشود یا اینکه تا به18∘C نرسد تیغه ها بسته نشوند.

بنابرین، محدوده نوسان دما می تواند بسیار زیاد باشد. ترموستات های دو فلزی موجود در بازار را برای استفاده های خانگی می توان با استفاده از پیچ گوشتی تنظیم کرد و به این ترتیب، به دمای مطلوب رسید و سطح هیسترزیس را بازتنظیم نمود.