恒奥德仪器教您判别不同类型温度传感器,以及如何选购
温度传感器(temperature transducer)是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。温度传感器是温度测量仪表的核心部分,品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类,按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类 1.接触式,2.非接触式
不同类型判定
首先,必须选择传感器结构,使敏感元件规定测量时间之内达到所测流体或被测表面温度。温度传感器输出仅仅敏感元件温度。实 际上,要确保传感器指示温度即所测对象温度,常常很困难。
容器中流体温度一般用热电偶或热电阻探头测量,但当整系统使用寿命比探头预计使用寿命长得多时,或者预计会相当频繁拆卸出探头以校准或 维修却能容器上开口时。用热电偶套管会显著延长测量时间常数。当温度变化很慢且热导误差很小时,热电 偶套管会影响测量度,但如果温度变化很迅速,敏感元件跟踪上温度迅速变化,且导热误差又能增加时,测量度就会受到影响。因此 要权衡考虑维修性和测量精度这两因素。
热电偶或热电阻探头全部材料都应与能和它们接触流体适应。使用裸露元件探头时,必须考虑与所测流体接触各部件材料(敏感元件、连接引 线、支撑物、局部保护罩等)适应性,使用热电偶套管时,只需要考虑套管材料。
电阻式热敏元件浸入液位变送器体及多数气体时,通常密封,至少要涂层,裸露电阻元件能浸入导电或污染流体中,当需要其快速响应时,将 它们用于干燥空气和限几种气体及某些液位变送器体中。电阻元件如用停滞或慢速流动流体中,通常需某种壳体罩住以进行机械保护。
当管子、导管或容器能开口或禁止开口,因能使用探头或热电偶套管时,通过外壁钳夹或固定表面温度传感器方法进和测量。确保合理测量精 度,传感器必须与环境大气热隔离并与热辐射源隔离,且必须通过传感器适当设计与安装使壁对敏感元件热传导达的状态。
选购挑选方法
如果要进行可靠的温度测量,首先就需要选择正确的温度仪表,也就是温度传感器。其中热电偶、热敏电阻、铂电阻(RTD)和温度IC都是测试中常用的温度传感器。
以下是对热电偶和热敏电阻两种温度仪表的特点介绍。
1、热电偶
热电偶是温度测量中常用的温度传感器。其主要好处是宽温度范围和适应各种大气环境, 而且结实、价低,无需供电,也是便宜的。热电偶由在一端连接的两条不同金属线(金属A和金属B)构成,当热电偶一端受热时,热电偶电路中就有电势差。可用测量的电势差来计算温度。
不过,电压和温度间是非线性关系,温度由于电压和温度是非线性关系,因此需要为参考温度(Tref)作第二次测量,并利用测试设备软件或硬件在仪器内部处理电压-温度变换,以终获得热偶温度(Tx)。Agilent34970A和34980A数据采集器均有内置的测量了运算能力。
简而言之,热电偶是简单和通用的温度传感器,但热电偶并不适合高精度的的测量和应用。
2、热敏电阻
热敏电阻是用半导体材料, 大多为负温度系数,即阻值随温度增加而降低。 温度变化会造成大的阻值改变,因此它是灵敏的温度传感器。但热敏电阻的线性度极差,并且与生产工艺有很大关系。制造商给不出标准化的热敏电阻曲线。
热敏电阻体积非常小,对温度变化的响应也快。但热敏电阻需要使用电流源,小尺寸也使它对自热误差极为敏感。
热敏电阻在两条线上测量的是温度, 有较好的精度,但它比热偶贵, 可测温度范围也小于热偶。一种常用热敏电阻在25℃时的阻值为5kΩ,每1℃的温度改变造成200Ω的电阻变化。注意10Ω的引线电阻仅造成可忽略的 0.05℃误差。它非常适合需要进行快速和灵敏温度测量的电流控制应用。尺寸小对于有空间要求的应用是有利的,但必须注意防止自热误差。
热敏电阻还有其自身的测量技巧。热敏电阻体积小是优点,它能很快稳定,不会造成热负载。不过也因此很不结实,大电流会造成自热。由于热敏电阻是一种电阻性器件,任何电流源都会在其上因功率而造成发热。功率等于电流平方与电阻的积。因此要使用小的电流源。如果热敏电阻暴露在高热中,
通过对两种温度仪表的介绍,希望对大家工作学习有所帮助。