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    浅谈温度传感器
    2015-12-26 11:54
    温度是一个根本的物理量,天然比赛的一切过程无不与温度密切相干。温度传感器是最早开辟,应用最广的一类传感器。温度传感器的市场份额大年夜大年夜跨越了其他的传感器。大年夜17世纪初人们开端应用温度进行测量。在半导体技巧的支撑下,本世纪接踵开辟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。与之响应,根据波与问导誓互相感化规律,接踵开辟了声学温度传感器、红别传感器和微波传感器。

    两种不合材质的导体,如在某点互相连接在一路,对这个连接点加热,在它们不加热的部位就会出现登基差。这个登基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。这种现象可以在很宽的温度范围内出现,如不雅精确测量这个登基差,再测出不加热部位的情况温度,就可以精确知道加热点的温度。因为它必须有两种不合材质的导体,所以称之为“热电偶”。不合材质做出的热电偶应用于不呵9依υ度范围,它们的灵敏度也各不雷同。热电偶的灵敏度是指加热点温度变更1℃时,输出登基差的变更量。对于大年夜多半金属材料支撑的热电偶而言,这个数值大年夜约在5~40微伏/℃之间。


    温度传感器是八门五花的各类传感器中最为常用的一种,现代的温度传感器外形异常得小,如许加倍让它广泛应用在临盆实践的各个范沉闼楝也为我们的生活供给了无数的便利和功能。

    温度传感器有四种重要类型:热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)和IC温度传感器。IC温度传感器又包含模仿输出和数字输出两种类型。

    接触式温度传感器的检测部分与被测对象有优胜的接触,又称温度计。

    温度计经由过程传导或对流达到热均衡,大年夜而使温度计的示值能直接表示被测对象的温度。一般测量精度较高。在必定的测温范围内,温度计也可测量物体内部的温度分布。但对于活动体、小目标或热容量很小的对象则会产生较大年夜的测量误差,常用的温度计英国沃森有双金属温度计、玻璃液体温度计、压力式温度计、电阻温度计、热敏电阻和温差电偶等。它们广泛应用于工业、农业、贸易等部分。在日常生活中人们也经常应用这些温度计。跟着低温技巧在国防工程、空间技巧、冶金、电子、食物、医药和石油化工等部分的广泛应用和超导技巧的研究,测量120K以下温度的低温温度计获得了成长,如低温气体温度计、蒸欺负温度计、声学温度计、顺磁盐温度计、量子温度计、低温热电阻和低温温差电偶等。低温温度计请求感温元件体积小、精确度高、复现性和稳定性好。应用多孔高硅氧玻璃渗碳烧结而成的渗碳玻璃热电阻就是低温温度计的一种感温元件,可用于测量1.6~300K范围内的温度。

    非接触测温长处:测量上限不受感温元件耐温程度的限制,因而对最高可测温度原则膳绫腔有限制。对于1800℃以上的高温,重要采取非接触测温办法。跟着红外技巧的成长,辐射测温逐酱竽暌股可见光向红外线扩大,700℃以下直至常温都已采取,且分辨率很高。(end)
    热电偶传感器有本身的长处和缺点,它灵敏度比较低,轻易受到情况干扰旌旗灯号的影响,也轻易受到前置放大年夜器温度漂移的影响,是以不合适测量渺小的温度变更。因为热电偶温度传感器的灵敏度与材料的粗细无关,用异常细的材料也可以或许做成温度传感器。也因为制造热电偶的金属材料具有很好的延展性,这种细微的测温元件有极高的响应速度,可以测量快速变更的过程。
    非接触式温度传感器的敏感元件与被测对象互不接触,又称非接触式测温仪表。这种仪表可用来测量活动物体、小目标和热容量小或温度变更敏捷(瞬变)对象的外面温度,也可用于测量温度场的温度分布。最常用的非接触式测温仪表基于黑体辐射的根本定律,称为辐射测温仪表。辐射测温法包含亮度法(见光学高温计)、辐射法(见辐射高温计)和比色法(见比色温度计)。各类辐射测温办法只能测出对应的光度温度、辐射温度或比色温度。只有对黑体(接收全部辐射并不反射光的物体)所测温度才是真实温度。如欲测定物体的┞锋实温度,则必须进行材料外面发射率的修改。而材料外面发射率不仅取决于温度和波长,并且还与外面状况、涂膜和微不雅组织等有关,是以很难精确测量。在主动化临盆中往往须要应用辐射测温法来测量或控制某些物体的外面温度,如冶金中的钢带轧制温度、轧辊温度、锻件温度和各类熔融金属在冶炼炉或坩埚中的温度。在这些具体情况下,物体外面发射率的测量是相当艰苦的。对于固体外面温度主动测量和控制,可以采取附加的反射镜使与被测外面一路构成黑体空腔。附加辐射的影响能进步被测外面的有效辐射和有效发射系数。应用有效发射系数经由过程仪表对实测温度进行响应的修改,最终可获得被测外面的┞锋实温度。最为典范的附加反射镜是半球反射镜。球中间邻近被测外面的漫射辐射能受半球镜反射回到外面而形成附加辐射,大年夜而进步有效发射系数:式中ε为材料外面发射率,ρ为反射镜的反射率。至于气体和液体介质真实温度的辐射测量,则可以用插入耐热材料管至必定深度以形成黑体空腔的办法。经由过程计算求出与介质达到热均衡后的圆筒空腔的有效发射系数。在主动测量和控制中就可以用此值对所测声调温度(即介质温度)进行修改而获得介质的┞锋实温度。
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