Qu’est-ce qu’un capteur de température et d’humidité ?
Les capteurs de température et d’humidité sont des appareils utilisés pour mesurer la température et l’humidité.
Ils se composent d’un capteur de température et d’un capteur d’humidité. Comme un seul appareil peut mesurer à la fois la température et l’humidité, ils nécessitent peu de temps et d’espace d’installation.
Utilisations des capteurs de température et d’humidité
Les capteurs de température et d’humidité servent à mesurer la température et l’humidité et sont utilisés, par exemple, dans les domaines suivants :
- Mesure de la température et de l’humidité extérieures
- Capteurs pour les équipements de climatisation tels que les climatiseurs et les chauffages
- Capteurs pour la gestion des moteurs automobiles
- Capteurs dans les smartphones et les ordinateurs
- Inspection industrielle
Principe des capteurs de température et d’humidité
Les capteurs de température et d’humidité se composent d’un capteur de température et d’un capteur d’humidité. Les capteurs de température sont classés en trois catégories : les détecteurs de température à résistance (RTD), les résistances linéaires et les thermistances. Les capteurs d’humidité sont classés en deux catégories : les capteurs à variation de résistance et les capteurs à variation de capacité. Les différents types de capteurs sont détaillés ci-dessous :.
1. Capteurs de température
Détecteurs de température à résistance (RTD)
Les détecteurs de température à résistance (RTD) sont un type de capteur de température qui mesure la résistance électrique pour déterminer la température. Ils utilisent la propriété des métaux tels que le platine, le nickel et le cuivre, les oxydes métalliques et les semi-conducteurs dont la résistance électrique augmente avec la température, et mesurent la température en mesurant la valeur de la résistance électrique.
Résistances linéaires
Les résistances linéaires sont des résistances de mesure de la température fabriquées à partir d’alliages de nickel-nickel ou de palladium et utilisent la propriété d’une augmentation presque linéaire de la résistance avec la température. Elles ne sont pas aussi précises que les thermomètres à résistance utilisant du platine ou d’autres métaux.
Thermistances
Les thermistances sont des éléments dont la résistance varie avec la température. Les capteurs de température qui les utilisent mesurent la température en utilisant la corrélation entre la température et la résistance de l’élément. Il existe deux types de thermistances : les thermistances CTP (caractéristique positive), dont la résistance augmente avec la température, et les thermistances CTN (caractéristique négative), dont la résistance diminue avec la température.
Les thermistances PCT se caractérisent par une forte augmentation de la résistance à une certaine température et conviennent pour la protection contre les surintensités en cas d’emballement thermique des semi-conducteurs. Les thermistances NCT, en revanche, se caractérisent par une résistance élevée à température ambiante et des variations de résistance importantes avec l’augmentation de la température. C’est pourquoi elles sont généralement utilisées pour la protection des circuits à la température. Le terme thermistance fait généralement référence aux thermistances NCT.
2. Capteurs d’humidité
Type à variation de résistance
Les capteurs de température à variation de résistance sont des capteurs qui dérivent l’humidité à partir des changements de résistance. Ils se caractérisent par une structure dans laquelle les dents du circuit en forme de peigne intégré au capteur sont pontées par une membrane sensible à l’humidité en polymère.
Le capteur utilise le fait que lorsque l’humidité augmente et que la membrane sensible à l’humidité absorbe de l’humidité, la résistance de la membrane sensible à l’humidité diminue parce que le nombre d’ions mobiles dans la membrane augmente, et inversement, lorsque l’humidité diminue, la résistance augmente. En d’autres termes, les capteurs de température à variation de résistance déduisent l’humidité de la variation de la valeur de la résistance.
Capacitance
Les capteurs de température de type capacitif convertissent les variations de capacité en humidité et se caractérisent par une structure dans laquelle une membrane sensible à l’humidité en polymère est prise en sandwich entre deux électrodes. Lorsque l’humidité augmente, la capacité entre les électrodes augmente en raison de l’augmentation du nombre d’ions mobiles dans la membrane sensible à l’humidité.
En revanche, lorsque l’humidité diminue, la capacité entre les électrodes diminue parce que le nombre d’ions mobiles dans la membrane sensible à l’humidité diminue. En d’autres termes, les capteurs de température capacitifs convertissent les variations de capacité en humidité.
Types de capteurs de température et d’humidité
Les capteurs de température et d’humidité sont également classés en fonction de leur forme et comprennent les capteurs de température et d’humidité de type IC intégrés dans des puces IC et les capteurs de température et d’humidité de type sans fil utilisés dans l’IoT (Internet of Things se traduisant par Internet des objets en français).
1. Capteurs de température/humidité de type CI
Les capteurs de température/humidité de type CI sont constitués d’un élément capteur et d’un circuit de mesure tel que la conversion A/N intégrée dans une seule puce. Lorsque l’on utilise des éléments de capteur individuels, il est nécessaire de concevoir les circuits périphériques en fonction de l’application, ce qui prend du temps et est coûteux.
En revanche, les capteurs de température/humidité intégrés de type IC ne nécessitent pas un tel travail et peuvent être utilisés facilement. En outre, la surface de montage nécessaire lorsqu’ils sont montés sur une carte peut être réduite, ce qui permet une miniaturisation, une faible consommation d’énergie et un faible coût.
2. Capteurs de température et d’humidité sans fil
Ces dernières années, non seulement les PC et les smartphones, mais aussi divers autres appareils se sont connectés à l’internet et peuvent être reliés entre eux. Cette technologie dite IoT permet d’échanger des informations entre les objets, de les faire fonctionner à distance et de collecter des données, et est utilisée dans une variété de services.
Le rôle des capteurs est particulièrement important dans les services et les systèmes qui surveillent à distance l’état des biens et détectent les anomalies. C’est la raison pour laquelle sont apparus des capteurs qui transmettent des données via des méthodes de communication sans fil telles que le Wi-Fi et le Bluetooth, connus sous le nom de capteurs IdO.
Les capteurs de température et d’humidité sans fil sont l’un de ces capteurs. En utilisant des capteurs de température et d’humidité sans fil, des systèmes peuvent être construits pour vérifier et contrôler la température et l’humidité dans des endroits éloignés. Plus précisément, ils sont utilisés pour la gestion de la température et de l’humidité et la détection des anomalies dans des endroits où les personnes ne sont pas toujours présentes ou visibles, comme les centres de données, les lignes de production, les installations de refroidissement, les entrepôts et les serres.
De plus, ces systèmes sont utilisés dans une variété d’applications et de situations, telles que la détection de l’ouverture et de la fermeture des fenêtres et des portes, les capteurs pour détecter le mouvement des personnes et des animaux, les services de sécurité à domicile liés aux appareils ménagers et les services de surveillance pour les personnes âgées.