温度传感器与热电偶传感
热电偶由两种不同材料的金属线组成,在末端焊接在一起。再测出不加热部位的环境温度,就可以精确了解加热点的温度。因为它必需有两种不同材质的导体,因此被称作热电偶。不同材质给出的热电偶应用于不同的温度范围,它们的灵敏度也各不相同。热电偶的灵敏度是指加热点温度变化1℃时,输出电位差的变化量。对于大多数金属材料支撑的热电偶而言,这个数值大约在5~40微伏/℃之间。
因为热电偶温度传感器的灵敏度与材料的粗细没有关系,用非常细的材料也能够做成温度传感器。也因为制作热电偶的金属材料拥有非常好的延展性,这种细微的测温元件有非常高的响应速度,能够测量快速变化的过程。
选用注意
1、被测对象的温度是不是需记录、报警和自动控制,是不是需要远距离测量和传送;
2、测温范围的大小和精度要求;
3、测温元件大小是不是恰当;
4、在被测对象温度随时间变化的场所,测温元件的滞后能不能适应测温要求;
5、被测对象的环境条件对测温元件是不是有损害;
6、价格如保,应用是不是便捷。
主要用途
温度是表征物体冷热程度的物理量,是工业和农业生产过程中一种很重要而普遍的测量参数。温度的测量及控制对保证产品质量、提高生产效率、节约能源、生产安全、促进国民经济的发展起到非常重要的作用。因为温度测量的普遍性,温度传感器的数量在各种传感器中居首位,约占50%。
温度传感器是通过物体随温度变化而改变某种特性来间接测量的。不少材料、元件的特性都随温度的变化而变化,因此能作温度传感器的材料相当多。温度传感器随温度而引起物理参数变化的有:膨胀、电阻、电容、而电动势、磁性能、频率、光学特性及热噪声等等。随着生产的发展,新型温度传感器还会不断涌现。
因为工业和农业生产中温度测量的范围极宽,从零下几百度到零上几千度,而各种材料做成的温度传感器只能在一定的温度范围内应用。
温度传感器与被测介质的接触方式分为两大类:接触式和非接触式。接触式温度传感器需要与被测介质保持热接触,使两者进行充分的热交换而达到同一温度。这一类传感器主要有电阻式、热电偶、PN结温度传感器等。非接触式温度传感器无需与被测介质接触,而是通过被测介质的热辐射或对流传到温度传感器,以达到测温的目的。这一类传感器主要有红外测温传感器。这种测温方法的主要特点是能够测量运动状态物质的温度(如慢速行使的火车的轴承温度,旋转着的水泥窑的温度)及热容量小的物体(如集成电路中的温度分布)。
应用领域
温度传感器是最早开发,应用最广的一类传感器。温度传感器的市场份额大大超过了其他的传感器。从17世纪初人们开始利用温度进行测量。在半导体技术的支持下,本世纪相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。
两种不同材质的导体,如在某点互相连接在一起,对这个连接点加热,在它们不加热的部位就会出现电位差。这个电位差的数值与不加热部位测量点的温度有关,和这两种导体的材质有关。这种现象能够在很宽的温度范围内出现,如果精确测量这个电位差,再测出不加热部位的环境温度,就可以精确了解加热点的温度。因为它必需有两种不同材质的导体,因此被称作“热电偶”。不同材质给出的热电偶应用于不同的温度范围,它们的灵敏度也各不相同。
热电偶传感器有自己的优点和缺陷,它灵敏度比较低,容易受到环境干扰信号的影响,也容易受到前置放大器温度漂移的影响,因此不适合测量微小的温度变化。因为热电偶温度传感器的灵敏度与材料的粗细没有关系。