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      溫度傳感器探頭型號介紹 溫度傳感器原理分析

      2019-3-6 11:30:33      點擊:

      溫度傳感器想必大家應該不陌生,如今它已滲入到我們生活的方方面面,那么關于它的探頭你了解多少呢?關于它的工作原理你又了解多少呢?本文為你介紹的就是溫度傳感器探頭以及溫度傳感器的原理分析。

      溫度傳感器探頭型號

      根據測量環境以及介質的不同,溫度傳感器的測溫探頭主要有以下幾種類型:

      1.浸入式探頭;主要用于測量液體及固體的溫度,探頭的前段設計為針狀或桿狀。這種溫度傳感器探頭的原理是能量守恒,當測量探頭的溫度比介質低時,熱能從被測介質轉移到探頭;當探頭溫度高于介質時,熱能從探頭轉移到介質。在此測量情況,探頭與介質的比值越好,越能更精準的測得物體獲取的能量,由于能量轉移的原因會導致測量時產生誤差。此測量誤差可以通過以下方式減。捍倘牖蚪氲纳疃10或15倍于探頭的直徑;當測量液體時,盡量何持液體的流動可以有效減少誤差。

      2.空氣溫度探頭,用來測量空氣溫度,例如冷庫、冷柜、空調室(調溫)、通風場所(通風/排風)等,空氣探頭的溫度傳感器裸露,因此示值很容易受氣流所影響,最佳的解決方法是在氣流為2-3m/s時,順流輕移探頭,使溫度達成平衡穩定。

      3.表面探頭,用來測量物體的表面溫度?諝鉁囟忍筋^和表面探頭使用進行表面溫度測量時,探頭的前端必須垂直于被測物體,與被測物體充分完全的接觸。必須注意的是探頭與被測物的接觸面必須平坦,否則在溫度傳感器測量時則會影響測量結果。

      溫度傳感器定義

      溫度傳感器是指能感受溫度并轉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核心部分,品種繁多。溫度傳感器對于環境溫度的測量非常準確,廣泛應用于農業、工業、車間、庫房等領域。

      溫度傳感器工作原理

             基于溫度傳感器的不同種類,它們的原理也不盡相同,下面揀選幾款常見的種類給大家介紹。

      1、熱電偶傳感器哦工作原理

      當有兩種不同的導體和半導體A和B組成一個回路,其兩端相互連接時,只要兩結點處的溫度不同,一端溫度為T,稱為工作端或熱端,另一端溫度為TO,稱為自由端或冷端,則回路中就有電流產生,即回路中存在的電動勢稱為熱電動勢。這種由于溫度不同而產生電動勢的現象稱為塞貝克效應。與塞貝克有關的效應有兩個:其一,當有電流流過兩個不同導體的連接處時,此處便吸收或放出熱量(取決于電流的方向),稱為珀爾帖效應;其二,當有電流流過存在溫度梯度的導體時,導體吸收或放出熱量(取決于電流相對于溫度梯度的方向),稱為湯姆遜效應。兩種不同導體或半導體的組合稱為熱電偶。

      2、電阻傳感器工作原理

      導體的電阻值隨溫度變化而改變,通過測量其阻值推算出被測物體的溫度,利用此原理構成的傳感器就是電阻溫度傳感器,這種傳感器主要用于-200—500℃溫度范圍內的溫度測量。純金屬是熱電阻的主要制造材料,熱電阻的材料應具有以下特性:

      (1)、電阻溫度系數要大而且穩定,電阻值與溫度之間應具有良好的線性關系。

      (2)、電阻率高,熱容量小,反應速度快。

      (3)、材料的復現性和工藝性好,價格低。

      (4)、在測溫范圍內化學物理特性穩定。

      目前,在工業中應用最廣的鉑和銅,并已制作成標準測溫熱電阻。3、紅外溫度傳感器

      在自然界中,當物體的溫度高于絕對零度時,由于它內部熱運動的存在,就會不斷地向四周輻射電磁波,其中就包含了波段位于0.75~100μm的紅外線,紅外溫度傳感器就是利用這一原理制作而成的。

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      4、數字式溫度傳感器

      它采用硅工藝生產的數字式溫度傳感器,其采用PTAT結構,這種半導體結構具有精確的,與溫度相關的良好輸出特性。PTAT的輸出通過占空比比較器調制成數字信號,占空比與溫度的關系如下式:DC=0.32+0.0047*t,t為攝氏度。輸出數字信號故與微處理器MCU兼容,通過處理器的高頻采樣可算出輸出電壓方波信號的占空比,即可得到溫度。該款溫度傳感器因其特殊工藝,分辨率優于0.005K。

      5、邏輯輸出型溫度傳感器

      設定一個溫度范圍,一旦溫度超出所規定的范圍,則發出報警信號,啟動或關閉風扇、空調、加熱器或其它控制設備,此時可選用邏輯輸出式溫度傳感器。LM56、MAX6501-MAX6504、MAX6509/6510是其典型代表。

      6、模擬溫度傳感器

      常見的模擬溫度傳感器有LM3911、LM335、LM45、AD22103電壓輸出型、AD590電流輸出型。

      AD590是美國模擬器件公司的電流輸出型溫度傳感器,供電電壓范圍為3~30V,輸出電流223μA(-50℃)~423μA(+150℃),靈敏度為1μA/℃。當在電路中串接采樣電阻R時,R兩端的電壓可作為輸出電壓。注意R的阻值不能取得太大,以保證AD590兩端電壓不低于3V。AD590輸出電流信號傳輸距離可達到1km以上。作為一種高阻電流源,最高可達20MΩ,所以它不必考慮選擇開關或CMOS多路轉換器所引入的附加電阻造成的誤差。適用于多點溫度測量和遠距離溫度測量的控制。


      溫度傳感器選擇注意事項

      1、被測對象的環境條件對測溫元件是否有損害。

      2、被測對象的溫度是否需記錄、報警和自動控制,是否需要遠距離測量和傳送。 3800 100

      3、在被測對象溫度隨時間變化的場合,測溫元件的滯后能否適應測溫要求。

      4、測溫范圍的大小和精度要求。

      5、測溫元件大小是否適當。

      6、價格如保,使用是否方便。

      溫度傳感器工作中如何避免誤差

      溫度傳感器在安裝和使用時,應當避免以下誤差的出現,保證最佳測量效果。

      1、安裝不當引入的誤差

      熱電偶安裝的位置及插入深度不能反映爐膛的真實溫度等,換句話說,熱電偶不應裝在太靠近門和加熱的地方,插入的深度至少應為保護管直徑的8~10倍。


      2、熱阻誤差

      高溫時,如保護管上有一層煤灰,塵埃附在上面,則熱阻增加,阻礙熱的傳導,這時溫度示值比被測溫度的真值低。因此,應保持熱電偶保護管外部的清潔,以減小誤差。

      3、絕緣變差而引入的誤差

      熱電偶絕緣了,保護管和拉線板污垢或鹽渣過多致使熱電偶極間與爐壁間絕緣不良,在高溫下更為嚴重,這不僅會引起熱電勢的損耗而且還會引入干擾,由此引起的誤差有時可達上百度。

      4、熱惰性引入的誤差

      由于熱電偶的熱惰性使儀表的指示值落后于被測溫度的變化,在進行快速測量時這種影響尤為突出。所以應盡可能采用熱電極較細、保護管直徑較小的熱電偶。測溫環境許可時,甚至可將保護管取去。由于存在測量滯后,用熱電偶檢測出的溫度波動的振幅較爐溫波動的振幅小。測量滯后越大,熱電偶波動的振幅就越小,與實際爐溫的差別也就越大。

      結語

      關于溫度傳感器探頭介紹以及溫度傳感器的介紹就到這里,希望通過本文能讓你對溫度傳感器有更深刻的認識,如有不足歡迎指正。

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