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극저온 센서 Cryogenic Temperature Sensor

저온 측정 및 초전도 개요

극저온학은 매우 낮은 온도의 생성과 영향을 다루는 물리학의 한 분야입니다. 극저온 온도 센서는 다양한 온도 의존적 속성들에 근거하여 개발되어 왔습니다. 흔히 구입할 수 있는 센서에는 저항기, 콘덴서, 써모커플 그리고 다이오드나 트랜지스터와 같은 반도체 접합 장치들이 포함됩니다.

주요한 표준등급 센서들은 열 충격과 기계적 충격에 매우 민감하므로 일반적인 시험기관 또는 산업적인 온도 측정에는 적합하지 않습니다. 가스, 증기압력, 음향, 노이즈 및 자화율에 의한 온도측정과 같은 기타 온도측정 기법들은 실행하는데 상당한 노력이 필요하고 시스템 디자인에 상당한 제약을 가합니다.
cryogenic temperature sensors

온도 센서 선택 기준

온도 범위

적용분야의 온도 범위를 파악하는 것이 중요합니다. 너무 낮거나 너무 높은 극한의 온도 범위에서는 대부분의 센서가 파손될 수 있습니다. 센서의 감도 또한 온도에 따라 달라지며 센서의 유용한 범위를 제한할 수 있습니다. 서로 다른 온도 적용분야에 대하여 다양한 센서를 고려하여야 합니다. 매우 높은 감도와 양호한 분해능을 가진 액체 헬륨용 센서 적용분야는 실내온도 적용분야를 위한 센서와 동일한 것을 필요로 하지 않을 수도 있습니다. 센서가 연결되는 장비는 매우 중요합니다. 해당 장비의 범위와 분해능은 온도 범위에 따라 제한될 수 있습니다.

센서 감도

온도 센서의 감도는 온도가 변화할 때 센서 신호가 얼마나 변화하는지를 측정합니다. 센서들은 여러 온도에서 서로 다른 감도를 가집니다. 백금 센서는 고온에서 양호한 감도를 가지지만 30 K 아래로 떨어집니다. 실리콘 다이오드 센서는 약 1.4에서 475 K 사이에서 더 나은 감도를 보입니다.

환경 조건

고진공, 자기장, 부식성 화학약품과 같은 환경요인, 심지어는 방사능 또한 일부 센서의 효과성을 제한할 수도 있습니다. 자기장 실험이 매우 흔하게 이루어집니다. 자기장 의존도는 이러한 적용분야에서 사용되는 온도 센서의 중요한 선택 기준입니다.

측정 정확도

시스템의 정확도를 점검할 때 센서의 정확도와 장비의 정확도를 고려하여야 합니다. 센서의 정확도는 시간이 지남에 따라 변합니다. 열 주기는 센서의 변형을 초래합니다. 특정 온도 범위에 맞춰 센서를 선택하는 것이 가장 좋습니다. 센서 및 장비를 교정하는 일은 훌륭한 관행입니다.

센서 위치

센서와 적용 환경이 같은 온도라면 센서의 위치를 정하는 일이 큰 문제가 되지 않습니다. 안타깝게도 다수의 적용분야에서는 그렇지 못합니다. 대부분의 적용분야에서는 열 경사도가 존재합니다. 센서를 표본 가까이에 위치시키면 센서와 표본 간의 열 흐름을 차단하는데 도움이 됩니다.



적합한 극저온 온도측정 장비 선택하기

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Cryogenic Silicon Sensors 극저온 실리콘 센서
오메가의 CY7 시리즈 센서는 가장 최근에 도입된 진정한 최초의 극저온 센서 기술을 보여줍니다. CY7 시리즈 센서는 넓은 범위에 걸쳐 정밀하고 반복 가능하며 일정한 온도 반응을 보여주는 균일한 수감부를 갖추고 있습니다. 이 수감부는 특별히 극저온 환경에서 정상 작동하도록 설계된 튼튼하고 밀봉된 포장 내부에 장착되어 있습니다. 그 결과 CY7 시리즈 센서는 예측 가능하고 밀접하게 그룹화된 안정적인 온도 반응을 가지게 되어 센서들 간의 일상적인 교체가 가능합니다.
Platinum Resistance Sensors 백금 저항 센서
백금 저항 센서는 14에서 873 K의 온도 범위를 가지는 이상적인 센서입니다. 이 100 옴 백금 RTD 센서는 고온에서 훌륭한 성능을 보여주며 뛰어난 감도를 제공합니다.
Cryogenic Temperature Controllers 극저온 온도 컨트롤러
CYC321 시리즈 극저온 온도 컨트롤러는 기본적인 저온 제어 요구에 대한 간단한 저비용의 해결책을 제시합니다. 스크롤형식의 입력방식을 가지고 있으므로 전면 키패드를 통하여 손쉽게 설정이 가능합니다. 실리콘 다이오드, RTD 또는 써모커플 입력을 수용할 수 있는 세 가지 모형 중에서 선택 가능합니다. 작업자는 또한 맞춤형 센서를 위하여 사용자 설정 곡선을 입력할 수 있습니다. 이러한 곡선은 두 개의 종점에 더하여 최대 97개의 점을 가질 수 있습니다. 곡선의 수치는 표준 RS-232 인터페이스를 통하여 입력됩니다.
Cryogenic Temperature Monitors 극저온 온도 모니터
CYD211 온도 모니터는 쉽게 사용 가능한 소형 장치로서 정확성, 해상도 그리고 인터페이스 특성을 갖춘 평면형 온도 모니터입니다. CYD211은 적절한 센서를 장착하여 1.4에서 800 K까지의 온도를 측정하며 고진공 및 자기장과 같은 까다로운 감지환경에서도 온도 측정이 가능합니다. CYD211의 기본 특성에는 경보기, 계전기, 사용자가 설정 가능한 아날로그 전압/전류 출력 그리고 시리얼 인터페이스가 있습니다. CYD211은 액화가스 저장/모니터링, 저온펌프 그리고 재료과학 적용분야 및 써모커플이 가진 것보다 훨씬 더 높은 정확도를 필요로 하는 적용분야를 위한 이상적인 선택입니다.