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溫度傳感器在生活中的應(yīng)用極為廣泛,那么說起溫度傳感器,你了解多少呢?這篇文章應(yīng)該能夠幫助你更好地了解溫度傳感器。
溫度傳感器
溫度傳感器是一種可以測(cè)量物體溫度并將輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電子數(shù)據(jù)以記錄、監(jiān)測(cè)或發(fā)出溫度變化信號(hào)的傳感器。
溫度傳感器類型
根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中不同特性,溫度傳感器由兩種基本物理類型組成:接觸式和非接觸式兩大類型:接觸式溫度傳感器的檢測(cè)部分需要接觸到被測(cè)對(duì)象,通過傳導(dǎo)或?qū)α鱽肀O(jiān)測(cè)被測(cè)對(duì)象的溫度,可用于在很寬的溫度范圍內(nèi)檢測(cè)固體、液體或氣體;非接觸式溫度傳感器的敏感元件與被測(cè)對(duì)象互不接觸,使用對(duì)流和輻射來監(jiān)測(cè)溫度變化,可用于檢測(cè)液體和氣體。
溫度傳感器工作原理
溫度傳感器有很多類型,不同類型的溫度傳感器,其工作原理也不同。解釋如下:
(1)金屬膨脹原理設(shè)計(jì):金屬在環(huán)境溫度變化后會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的延伸,因此傳感器可以以不同方式對(duì)這種反應(yīng)進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換。
(2)雙金屬片式:雙金屬片由兩片不同膨脹系數(shù)的金屬貼在一起而組成,隨著溫度變化,材料A比另外一種金屬膨脹程度要高,引起金屬片彎曲。彎曲的曲率可以轉(zhuǎn)換成一個(gè)輸出信號(hào)。
(3)雙金屬桿和金屬管傳感器:隨著溫度升高,金屬管(材料A)長(zhǎng)度增加,而不膨脹鋼桿(金屬B)的長(zhǎng)度并不增加,這樣由于位置的改變,金屬管的線性膨脹就可以進(jìn)行傳遞。反過來,這種線性膨脹可以轉(zhuǎn)換成一個(gè)輸出信號(hào)。
(4)液體和氣體的變形曲線設(shè)計(jì)的傳感器:在溫度變化時(shí),液體和氣體同樣會(huì)相應(yīng)產(chǎn)生體積的變化。多種類型的結(jié)構(gòu)可以把這種膨脹的變化轉(zhuǎn)換成位置的變化,這樣產(chǎn)生位置的變化輸出(電位計(jì)、感應(yīng)偏差、擋流板等等)。
(5)電阻傳感器:金屬隨著溫度變化,其電阻值也發(fā)生變化。對(duì)于不同金屬來說,溫度每變化一度,電阻值變化是不同的,而電阻值又可以直接作為輸出信號(hào)。
(6)熱電偶傳感器:熱電偶由兩個(gè)不同材料的金屬線組成,在末端焊接在一起。對(duì)這個(gè)連接點(diǎn)加熱,在它們不加熱的部位就會(huì)出現(xiàn)電位差。這個(gè)電位差的數(shù)值與不加熱部位測(cè)量點(diǎn)的溫度有關(guān),和這兩種導(dǎo)體的材質(zhì)有關(guān)。這種現(xiàn)象可以在很寬的溫度范圍內(nèi)出現(xiàn),如果精確測(cè)量這個(gè)電位差,再測(cè)出不加熱部位的環(huán)境溫度,就可以準(zhǔn)確知道加熱點(diǎn)的溫度。由于它必須有兩種不同材質(zhì)的導(dǎo)體,所以稱之為熱電偶。
溫度傳感器廠家有哪些,如何選擇型號(hào)?
目前市面上有很多溫度傳感器生產(chǎn)廠家,生產(chǎn)的傳感器也是種類繁多,廠家名稱這里就不一一列舉了,想必大家更關(guān)心的是如何正確選擇適合自己的溫度傳感器型號(hào)?市面上最常用的溫度傳感器是熱電偶、熱敏電阻、鉑電阻(RTD)和溫度IC。想要選擇正確的溫度傳感器那必然是要先了解其優(yōu)缺點(diǎn)。
(1)熱電偶:熱電偶是溫度測(cè)量中最簡(jiǎn)單和最通用的傳感器。熱電偶由在一端連接的兩條不同金屬線(金屬A和金屬B)構(gòu)成,當(dāng)熱電偶一端受熱時(shí),熱電偶電路中就有電勢(shì)差。可用測(cè)量的電勢(shì)差來計(jì)算溫度。其主要好處是寬溫度范圍和適應(yīng)各種大氣環(huán)境,而且結(jié)實(shí)、價(jià)低,無需供電,尤其最便宜,但熱偶并不適合高精度的應(yīng)用。
(2)熱敏電阻:熱敏電阻是用半導(dǎo)體材料,大多為負(fù)溫度系數(shù),即阻值隨溫度增加而降低。它是最靈敏的溫度傳感器。熱敏電阻在兩條線上測(cè)量的是絕對(duì)溫度,有較好的精度,但它比熱偶貴,可測(cè)溫度范圍也小于熱偶。非常適合需要進(jìn)行快速和靈敏溫度測(cè)量的電流控制應(yīng)用。尺寸小對(duì)于有空間要求的應(yīng)用是有利的,但必須注意防止自熱誤差。
(3)鉑電阻(RTD):鉑電阻溫度傳感器(RTD)是用鉑制成的熱敏感電阻。當(dāng)通過測(cè)量電壓計(jì)算RTD溫度時(shí),數(shù)字萬用表用已知電流源測(cè)量該電流源所產(chǎn)生的電壓。這一電壓為兩條引線(Vlead)上的壓降加RTD上的電壓(Vtemp)。RTD是最精確和最穩(wěn)定的溫度傳感器,它的線性度優(yōu)于熱偶和熱敏電阻。但RTD也是最慢和最貴的溫度傳感器。因此RTD最適合對(duì)精度有嚴(yán)格要求,而速度和價(jià)格不太關(guān)鍵的應(yīng)用領(lǐng)域。
(4)溫度IC:溫度集成電路(IC)是一種數(shù)字溫度傳感器,它有非常線性的電壓∕電流-溫度關(guān)系。有些IC傳感器甚至有代表溫度、并能被微處理器直接讀出的數(shù)字輸出形式。溫度IC需要有外電源。通常溫度IC是嵌入在電路中而不用于探測(cè)。溫度IC缺點(diǎn)是溫度范圍非常有限,也存在同樣的自熱、不堅(jiān)固和需要外電源的問題??傊?,溫度IC提供產(chǎn)生正比于溫度的易讀讀數(shù)方法。它很便宜,但也受到配置和速度限制。