溫度傳感器測量原理,溫度傳感器工作原理是什么


1、溫度傳感器工作原理是什么
溫度傳感器工作原理:金屬膨脹原理設計的傳感器
金屬在環境溫度變化后會產生一個相應的延伸,因此傳感器可以以不同方式對這種反應進行信號轉換。
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。按測量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類,按照傳感器材料及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類。
電阻傳感:金屬隨著溫度變化,其電阻值也發生變化,對于不同金屬來說,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。
1、正溫度系數:
①溫度升高 = 阻值增加
②溫度降低 = 阻值減少
2、負溫度系數:
①溫度升高 = 阻值減少
②溫度降低 = 阻值增加
2、溫度傳感器的原理及應用
溫度傳感器的原理是利用物質各種物理性質隨溫度變化的規律把溫度轉換為可用輸出信號;應用于工業、電子產品、生物醫學以及航天航空等領域。
溫度傳感器(temperature transducer)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。按測量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類,按照傳感器材料及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類。
溫度傳感器是最早開發,應用最廣的一類傳感器。溫度傳感器的市場份額大大超過了其他的傳感器。從17世紀初人們開始利用溫度進行測量。在半導體技術的支持下,本世紀相繼開發了半導體熱電偶傳感器、PN結溫度傳感器和集成溫度傳感器。與之相應,根據波與物質的相互作用規律,相繼開發了聲學溫度傳感器、紅外傳感器和微波傳感器。
溫度傳感器是五花八門的各種傳感器中最為常用的一種,現代的溫度傳感器外形非常得小,這樣更加讓它廣泛應用在生產實踐的各個領域中,也為人們的生活提供了無數的便利和功能。
溫度傳感器的四種主要類型:
熱電偶、熱敏電阻、電阻溫度檢測器(RTD)和IC溫度傳感器。IC溫度傳感器又包括模擬輸出和數字輸出兩種類型。
熱電偶:
溫度測量儀表中常用的測溫元件,它直接測量溫度,并把溫度信號轉換成熱電動勢信號,通過電氣儀表(二次儀表)轉換成被測介質的溫度。各種熱電偶的外形常因需要而極不相同,但是它們的基本結構卻大致相同,通常由熱電極、絕緣套保護管和接線盒等主要部分組成,通常和顯示儀表、記錄儀表及電子調節器配套使用。
熱敏電阻:
熱敏電阻器是敏感元件的一類,按照溫度系數不同分為正溫度系數熱敏電阻器(PTC)和負溫度系數熱敏電阻器(NTC)。熱敏電阻器的典型特點是對溫度敏感,不同的溫度下表現出不同的電阻值。正溫度系數熱敏電阻器(PTC)在溫度越高時電阻值越大,負溫度系數熱敏電阻器(NTC)在溫度越高時電阻值越低,它們同屬于半導體器件。
電阻溫度檢測器(RTD):
電阻溫度探測器(RTD)實際上是一根特殊的導線,它的電阻隨溫度變化而變化,通常RTD材料包括銅、鉑、鎳及鐵合金。RTD元件可以是一根導線,也可以是一層薄膜,采用電鍍或濺射的方法涂敷在陶瓷類材料基底上。
IC溫度傳感器:
溫度IC是指溫度傳感的一種概念。溫度是一個基本的物理量,自然界中的一切過程無不與溫度密切相關。溫度傳感器是最早開發,應用最廣的一類傳感器。溫度傳感器的市場份額大大超過了其他的傳感器。從17世紀初人們開始利用溫度進行測量。在半導體技術的支持下,本世紀相繼開發了半導體熱電偶傳感器、PN結溫度傳感器和集成溫度傳感器。
與之相應,根據波與物質的相互作用規律,相繼開發了聲學溫度傳感器、紅外傳感器和微波傳感器。
3、溫度傳感器工作原理?
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。按測量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類,按照傳感器材料及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類。
工作原理
金屬膨脹原理設計的傳感器
金屬在環境溫度變化后會產生一個相應的延伸,因此傳感器可以以不同方式對這種反應進行信號轉換。6
雙金屬片式傳感器
雙金屬片由兩片不同膨脹系數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。彎曲的曲率可以轉換成一個輸出信號。
雙金屬桿和金屬管傳感器
隨著溫度升高,金屬管(材料A)長度增加,而不膨脹鋼桿(金屬B)的長度并不增加,這樣由于位置的改變,金屬管的線性膨脹就可以進行傳遞。反過來,這種線性膨脹可以轉換成一個輸出信號。
液體和氣體的變形曲線設計的傳感器
在溫度變化時,液體和氣體同樣會相應產生體積的變化。
多種類型的結構可以把這種膨脹的變化轉換成位置的變化,這樣產生位置的變化輸出(電位計、感應偏差、擋流板等等)。
電阻傳感
金屬隨著溫度變化,其電阻值也發生變化。
對于不同金屬來說,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。
電阻共有兩種變化類型
正溫度系數
溫度升高 = 阻值增加
溫度降低 = 阻值減少
負溫度系數
溫度升高 = 阻值減少
溫度降低 = 阻值增加
熱電偶傳感
熱電偶由兩個不同材料的金屬線組成,在末端焊接在一起。再測出不加熱部位的環境溫度,就可以準確知道加熱點的溫度。由于它必須有兩種不同材質的導體,所以稱之為熱電偶。不同材質做出的熱電偶使用于不同的溫度范圍,它們的靈敏度也各不相同。熱電偶的靈敏度是指加熱點溫度變化1℃時,輸出電位差的變化量。對于大多數金屬材料支撐的熱電偶而言,這個數值大約在5~40微伏/℃之間。
由于熱電偶溫度傳感器的靈敏度與材料的粗細無關,用非常細的材料也能夠做成溫度傳感器。也由于制作熱電偶的金屬材料具有很好的延展性,這種細微的測溫元件有極高的響應速度,可以測量快速變化的過程。
4、溫度傳感器工作原理
溫度傳感器工作原理是金屬膨脹原理設計的傳感器,金屬在環境溫度變化后會產生一個相應的延伸。溫度傳感器temperaturetransducer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。
溫度傳感器的特點
進入21世紀后,溫度傳感器正朝著高精度,多功能總線標準化高可靠性及安全性,開發虛擬傳感器和網絡傳感器,研制單片測溫系統等高科技的方向迅速發展,溫度傳感器的總線技術也實現了標準化,可作為從機可通過專用總線接口與主機進行通信。
按測量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類,按照傳感器材料及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類,接觸式溫度傳感器的檢測部分與被測對象有良好的接觸又稱溫度計,溫度計通過傳導或對流達到熱平衡,從而使溫度計的示值能直接表示被測對象的溫度。
責任編輯:David
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