溫度傳感器,什么是溫度傳感器?


1、什么是溫度傳感器?
我們把能感受溫度并能夠轉換成輸出信號的傳感器叫做溫度傳感器,比如我們日常生活開空調等里面就有溫度傳感器用來提供溫度傳感功能。
我們常見的主要分成電阻傳感和熱電偶傳感兩大類。初中物理中主要涉及的是電阻傳感,主要有四種:1.熱電阻;2.正溫度系數熱敏電阻(PTC);3.負溫度系數熱敏電阻(NTC);4.臨界溫度熱敏電阻(CTR)。
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2、溫度傳感器有哪幾種
溫度傳感器有四種,分別是:熱電偶傳感器、熱敏電阻傳感器、電阻溫度檢測器、IC溫度傳感器。
1、熱電偶傳感器:它直接測量溫度,并把溫度信號轉換成熱電動勢信號,通過電氣儀表轉換成被測介質的溫度,熱電偶測溫的基本原理是兩種不同成份的材質導體組成閉合回路,當兩端存在溫度梯度時,回路中就會有電流通過,此時兩端之間就存在電動勢,這就是所謂的塞貝克效應。
2、熱敏電阻傳感器:熱敏電阻傳感器主要元件是熱敏電阻,當熱敏材料周圍有熱輻射時,它就會吸收輻射熱,產生溫度升高,引起材料的阻值發生變化。
3、電阻溫度檢測器:通常用鉑金、銅或鎳。它們的溫度系數較大,隨溫度變化響應快,能夠抵抗熱疲勞,而且易于加工制造成為精密的線圈。
4、IC溫度傳感器:集成傳感器是采用硅半導體集成工藝而制成的,因此亦稱硅傳感器或單片集成溫度傳感器,模擬集成溫度傳感器的主要特點是功能單一、測溫誤差小、價格低、響應速度快、傳輸距離遠、體積小、微功耗等,適合遠距離測溫、控測,不需要進行非線性校準,外圍電路簡單。
溫度傳感器的應用
生物醫學的應用必須使用特殊的溫度傳感器,其中最重要的特性是要求低功耗、長期穩定性好、可靠性高以及在32-44℃之間,精確度小于0.1℃。集成溫度傳感器在自動化應用和微生物體熱檢測應用已有報道,盡管它們的特性和需求根據每個特殊的應用而變化非常大。
對于低成本、長期穩定性和可靠性、強大的數字接口以及通信系統等這些特殊的應用需求,目前的智能溫度傳感器都可滿足。低成本集成溫度傳感器與變送器已經出現,而且被應用于消費產品中,如洗衣機、冰箱、空調等。低成本、無需外部部件、制造時簡單的片上校正等是消費產品應用的特殊需求。并且在20-100℃之間測量精度要能達到0.5℃。
3、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。
4、溫度傳感器是什么
溫度傳感器是現代工業現場、科研院所溫度測控的更新換代產品,是集散系統、數字總線系統的必備產品。一般由測溫探頭(熱電偶或熱電阻傳感器)和兩線制固體電子單元組成。采用固體模塊形式將測溫探頭直接安裝在接線盒內,從而形成一體化的變送器。溫度傳感器一般分為熱電阻和熱電偶型兩種類型。
溫度傳感器具有結構簡單、節省引線、輸出信號大、抗干擾能力強、線性好、顯示儀表簡單、固體模塊抗震防潮、有反接保護和限流保護、工作可靠等優點。溫度傳感器的輸出為統一的4~20mA信號;可與微機系統或其它常規儀表匹配使用。也可用戶要求做成防爆型或防火型測量儀表。
熱電阻溫度變送器是由基準單元、R/V轉換單元、線性電路、反接保護、限流保護、V/I轉換單元等組成。測溫熱電阻信號轉換放大后,再由線性電路對溫度與電阻的非線性關系進行補償,經V/I轉換電路后輸出一個與被測溫度成線性關系的4~20mA的恒流信號。
溫度變送器一般由基準源、冷端補償、放大單元、線性化處理、V/I轉換、斷偶處理、反接保護、限流保護等電路單元組成。它是將熱電偶產生的熱電勢經冷端補償放大后,再帽由線性電路消除熱電勢與溫度的非線性誤差,最后放大轉換為4~20mA電流輸出信號。為防止熱電偶測量中由于電偶斷絲而使控溫失效造成事故,變送器中還設有斷電保護電路。當熱電偶斷絲或接解不良時,變送器會輸出最大值(28mA)以使儀表切斷電源。
責任編輯:David
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