قابل اعتماد درجہ حرارت کی پیمائش کرنے کے لیے، پہلا قدم درجہ حرارت کے صحیح آلے کا انتخاب کرنا ہے، جسے درجہ حرارت سینسر بھی کہا جاتا ہے۔ تھرموکوپل، تھرمسٹر، پلاٹینم ریزسٹنس تھرمامیٹر (RTDs)، اور درجہ حرارت ICs ٹیسٹنگ میں سب سے زیادہ استعمال ہونے والے درجہ حرارت کے سینسر میں سے ہیں۔
ذیل میں تھرموکوپل اور تھرمسٹر کی خصوصیات کا تعارف ہے۔
تھرموکوپل: تھرموکوپل درجہ حرارت کی پیمائش میں سب سے زیادہ استعمال ہونے والے درجہ حرارت کے سینسر ہیں۔ ان کے اہم فوائد درجہ حرارت کی وسیع رینج اور مختلف ماحولیاتی ماحول میں موافقت ہیں۔ وہ بھی مضبوط، سستے، بجلی کی فراہمی کی ضرورت نہیں، اور سب سے سستا آپشن ہیں۔ تھرموکوپل دو مختلف دھاتی تاروں پر مشتمل ہوتا ہے (دھاتی A اور دھاتی B) ایک سرے پر جڑے ہوتے ہیں۔ جب تھرموکوپل کے ایک سرے کو گرم کیا جاتا ہے، تو تھرموکوپل سرکٹ میں ممکنہ فرق موجود ہوتا ہے۔ ماپا ممکنہ فرق کا استعمال کرتے ہوئے درجہ حرارت کا حساب لگایا جا سکتا ہے۔
تاہم، وولٹیج اور درجہ حرارت کے درمیان تعلق غیر- لکیری ہے۔ اس غیر-لکیری تعلق کی وجہ سے، حوالہ درجہ حرارت (Tref) کے لیے دوسری پیمائش کی ضرورت ہے۔ وولٹیج-درجہ حرارت کی تبدیلی کو جانچنے والے آلات کے سافٹ ویئر یا ہارڈ ویئر کے ذریعے اندرونی طور پر پروسیس کیا جاتا ہے تاکہ آخر میں تھرموکوپل درجہ حرارت (Tx) حاصل کیا جا سکے۔ دونوں Agilent 34970A اور 34980A ڈیٹا ایکوزیشن یونٹس نے پیمائش اور پروسیسنگ کی صلاحیتوں کو-بنایا ہے۔
مختصراً، تھرموکوپل سب سے آسان اور سب سے زیادہ ورسٹائل درجہ حرارت کے سینسر ہیں، لیکن یہ اعلی-پیمانوں اور استعمال کے لیے موزوں نہیں ہیں۔
دوسری طرف تھرمسٹر، سیمی کنڈکٹر مواد استعمال کرتے ہیں اور زیادہ تر منفی درجہ حرارت کا گتانک رکھتے ہیں، یعنی درجہ حرارت بڑھنے پر ان کی مزاحمت کم ہو جاتی ہے۔ درجہ حرارت کی تبدیلیوں کی وجہ سے مزاحمت میں بڑی تبدیلیاں آتی ہیں، جس سے وہ درجہ حرارت کے سب سے زیادہ حساس سینسر بنتے ہیں۔ تاہم، تھرمسٹرز کی لکیری انتہائی ناقص ہوتی ہے اور وہ مینوفیکچرنگ کے عمل پر بہت زیادہ انحصار کرتے ہیں۔ مینوفیکچررز معیاری تھرمسٹر پروفائلز فراہم نہیں کرتے ہیں۔
تھرمسٹر بہت چھوٹے ہوتے ہیں اور درجہ حرارت کی تبدیلیوں کا فوری جواب دیتے ہیں۔ تاہم، انہیں موجودہ ذریعہ کی ضرورت ہوتی ہے، اور ان کا چھوٹا سائز انہیں خود ہیٹنگ کی خرابیوں کے لیے انتہائی حساس بناتا ہے۔
تھرمسٹر دو تاروں پر مطلق درجہ حرارت کی پیمائش کرتے ہیں، اچھی درستگی پیش کرتے ہیں، لیکن وہ تھرموکوپلز سے زیادہ مہنگے ہیں، اور ان کی پیمائش کے قابل درجہ حرارت کی حد چھوٹی ہے۔ عام طور پر استعمال ہونے والے تھرمسٹر کی مزاحمت 25 ڈگری پر 5kΩ ہوتی ہے، 1 ڈگری درجہ حرارت میں تبدیلی 200Ω مزاحمتی تبدیلی کا باعث بنتی ہے۔ نوٹ کریں کہ 10Ω لیڈ ریزسٹنس صرف 0.05 ڈگری کی نہ ہونے والی غلطی کو متعارف کراتی ہے۔ یہ موجودہ کنٹرول ایپلی کیشنز کے لیے مثالی ہے جو تیز اور حساس درجہ حرارت کی پیمائش کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس کا چھوٹا سائز جگہ سے محدود ایپلی کیشنز کے لیے فائدہ مند ہے، لیکن خود ہیٹنگ کی خرابیوں کو روکنا ضروری ہے۔
تھرمسٹر کے پاس بھی پیمائش کی اپنی تکنیک ہوتی ہے۔ ان کا چھوٹا سائز ایک فائدہ ہے؛ وہ تیزی سے مستحکم ہوتے ہیں اور تھرمل بوجھ نہیں بناتے ہیں۔ تاہم، یہ انہیں کم مضبوط بھی بناتا ہے، اور تیز دھارے خود کو گرم کر سکتے ہیں۔ چونکہ تھرمسٹر ایک مزاحمتی آلہ ہے، کوئی بھی موجودہ ذریعہ طاقت کی وجہ سے حرارت پیدا کرے گا۔ طاقت کرنٹ اور مزاحمت کے مربع کی پیداوار کے برابر ہے۔ لہذا، ایک چھوٹا موجودہ ذریعہ استعمال کیا جانا چاہئے. زیادہ گرمی کی نمائش کے نتیجے میں تھرمسٹر کو مستقل نقصان پہنچے گا۔
درجہ حرارت کے دو قسم کے آلات کا یہ تعارف آپ کے کام اور مطالعہ کے لیے مددگار ثابت ہونا ہے۔