關(guān)于溫度傳感器的要素解析
出處:精威科技 發(fā)布于:2014-01-03 15:13:13
導(dǎo)讀:溫度傳感器是五花八門的各種傳感器中為常用的一種,現(xiàn)代的溫度傳感器外形非常得小,這樣更加讓它廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)踐的各個(gè)領(lǐng)域中,也為人們的生活提供了無數(shù)的便利和功能。今天本文就溫度傳感器的幾點(diǎn)要素進(jìn)行分析,以便大家更好的了解有關(guān)溫度傳感器的一些知識。
一、溫度傳感器的簡單介紹
溫度傳感器是能感受溫度并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的傳感器。溫度傳感器是溫度測量儀表的部分,品種繁多。按測量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類,按照傳感器材料及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類。溫度傳感器是早開發(fā),應(yīng)用廣的一類傳感器。溫度傳感器的市場份額大大超過了其他的傳感器。從17世紀(jì)初人們開始利用溫度進(jìn)行測量。在半導(dǎo)體技術(shù)的支持下,本世紀(jì)相繼開發(fā)了半導(dǎo)體熱電偶傳感器、PN結(jié)溫度傳感器和集成溫度傳感器。與之相應(yīng),根據(jù)波與物質(zhì)的相互作用規(guī)律,相繼開發(fā)了聲學(xué)溫度傳感器、紅外傳感器和微波傳感器。
二、溫度傳感器的測溫原理
溫度傳感器是通過物體隨溫度變化而改變某種特性來間接測量的。不少材料、元件的特性都隨溫度的變化而變化,所以能作溫度傳感器的材料相當(dāng)多。溫度傳感器隨溫度而引起物理參數(shù)變化的有:膨脹、電阻、電容、而電動(dòng)勢、磁性能、頻率、光學(xué)特性及熱噪聲等等。溫度傳感器有四種主要類型:熱電偶、熱敏電阻、電阻溫度檢測器(RTD)和IC溫度傳感器。IC溫度傳感器又包括模擬輸出和數(shù)字輸出兩種類型。
三、影響溫度傳感器測溫效果的因素
1.插入測量介質(zhì)的深度
重要的是測溫點(diǎn)的選擇,對于生產(chǎn)工藝的過程來說,測量溫度的位置,要具有典型性和代表性,不然就失去了測量的意義。在溫度傳感器插入被測量場所的時(shí)候,沿著傳感器的長度方向?qū)?huì)產(chǎn)生一些熱流。當(dāng)環(huán)境溫度比較低的時(shí)候就會(huì)有熱量損失。導(dǎo)致溫度傳感器與被測量介質(zhì)的溫度不一致從而會(huì)產(chǎn)生測溫誤差。因此,由于熱傳導(dǎo)而引起的測量誤差,跟插入的深度有關(guān)。而插入深度又與保護(hù)管的材質(zhì)有關(guān)系。
在不同的材質(zhì)中,由于金屬保護(hù)管的導(dǎo)熱性能好,它插入深度應(yīng)該深一些,而陶瓷材料絕熱性能好一些,可插入淺一些。有些方面,對于工程測溫,插入深度還跟測量對象是靜止還是流動(dòng)的等一些狀態(tài)有關(guān),例如流動(dòng)的液體或高速氣流溫度的測量,不會(huì)受上述限制,插入深度也可以淺一些,具體的數(shù)值應(yīng)由實(shí)驗(yàn)來確定
2.與測量介質(zhì)的響應(yīng)時(shí)間
溫度傳感器中接觸法測溫的基本原理是測溫元件要跟被測對象達(dá)到一個(gè)熱度的平衡。所以,在測溫的時(shí)候我們需要將他們保持一定時(shí)間,才能夠讓兩者達(dá)到一個(gè)熱度平衡。而保持時(shí)間的長或短,就跟測溫元件的熱響應(yīng)時(shí)間有關(guān)系了。而熱響應(yīng)時(shí)間主要取決于溫度傳感器的結(jié)構(gòu)以及測量的條件,差別很大。因此,一般普通的溫度傳感器不僅跟不上被測對象的溫度變化速度出現(xiàn)滯后,而且還會(huì)因?yàn)檫_(dá)不到熱度平衡而產(chǎn)生一些測量誤差。
所以,我們選擇響應(yīng)速度比較快的傳感器。對溫度傳感器而言除了保護(hù)管影響外,還有就是感溫元件的測量端直徑大小也是其主要因素,即感溫元件越細(xì),測量端直徑越小,其熱響應(yīng)時(shí)間就會(huì)越短。
3.被測介質(zhì)會(huì)使熱阻抗增加
有種情況,在高溫下使用的溫度傳感器,如果被測量的介質(zhì)形態(tài)為氣態(tài)時(shí),那么保護(hù)管表面沉積的一些灰塵等將燒熔在保護(hù)管的表面上,使得保護(hù)管加厚,它的熱阻抗增大。如果被測介質(zhì)形態(tài)是熔體的時(shí)候,在使用的過程當(dāng)中會(huì)有爐渣沉積在上面,不僅增加了溫度傳感器的響應(yīng)時(shí)間,而且還會(huì)讓指示溫度偏低,從而出現(xiàn)偏差,所以,我們要定期檢定外,還要為了減少誤差,經(jīng)常抽查也是很有必要的,對溫度傳感器的使用時(shí)很有幫助。
四、溫度傳感器的選用要點(diǎn)
在選用溫度傳感器時(shí)要根據(jù)下面的6個(gè)因素來分析:
1.被測對象的溫度是否需記錄、報(bào)警和自動(dòng)控制,是否需要遠(yuǎn)距離測量和傳送;
2.測溫范圍的大小和要求;
3.測溫元件大小是否適當(dāng);
4.在被測對象溫度隨時(shí)間變化的場合,測溫元件的滯后能否適應(yīng)測溫要求;
5.被測對象的環(huán)境條件對測溫元件是否有損害;
6.價(jià)格如保,使用是否方便。
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