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米乐体育活动:什么是温度传感器?温度传感器原理是什么?一文带你悉数搞懂

发布时间:2023-02-01 02:58:14 来源:米乐体育在线下载 作者:米乐体育app官方版下载

  在咱们的日常日子中,咱们应该都会常常见到温度计、热水器、微波炉、冰箱等。这些都会运用到一个重要的器材--温度传感器,这篇文章就来给咱们介绍一下温度传感器、温度传感器原理、温度传感器的类型。

  温度传感器是一种丈量物体冷热程度的设备,以可读的方式经过电信号供给温度丈量。比较常见的是热电偶和电阻温度检测器。

  在实践运用中,有许多的温度传感器能够用,依据实践运用具有不同的特性,温度传感器由两种根本物理类型组成:

  触摸式温度传感器类型——这些类型的温度传感器需求与被感测目标物理触摸,并运用传导来监测温度改动。它们可用于在很宽的温度规模内检测固体、液体或气体。

  非触摸式温度传感器类型——这些类型的温度传感器运用对流和辐射来监测温度改动。它们可用于检测液体和气体,这些液体和气体跟着热量的升高和冷在对流中沉降到底部而发射辐射能,或许检测以红外辐射(太阳)方式从物体传输的辐射能。

  触摸式和非触摸式温度传感器进一步分为以下温度传感器,接下来将对这些温度传感器的原理进行解说

  恒温器是一种触摸式温度传感器,由两种不同金属(如铝、铜、镍或钨)组成的双金属条组成。

  恒温器由两种热度不同的金属背靠背粘在一同组成。当气候冰冷时,触点闭合,电流经过恒温器。当它变热时,一种金属比另一种金属胀大得更多,粘合的双金属条向上(或向下)曲折,翻开触点,避免电流活动。

  有两种首要类型的双金属条,首要根据它们在遭到温度改动时的运动。有在设定温度点对电触点发生瞬时“开/关”或“关/开”类型动作的“速动”类型,以及逐步改动其方位的较慢“蠕变”类型跟着温度的改动。

  速动型恒温器一般用于咱们家中,用于操控烤箱、熨斗、浸入式热水箱的温度设定点,也能够在墙上找到它们来操控家庭供暖系统。

  匍匐器类型一般由双金属线圈或螺旋组成,跟着温度的改动缓慢打开或环绕。一般来说,匍匐型双金属条对温度改动比规范的按扣开/关类型更灵敏,因为条更长更薄,十分合适用于温度计和表盘等。

  热敏电阻一般由陶瓷资料制成,例如镀在玻璃中的镍、锰或钴的氧化物,这使得它们很简略损坏。与速动类型比较,它们的首要优势在于它们对温度、精确性和可重复性的任何改动的呼应速度。

  大多数热敏电阻具有负温度系数(NTC),这意味着它们的电阻跟着温度的升高而下降。可是,有一些热敏电阻具有正温度系数 (PTC),而且它们的电阻跟着温度的升高而添加。

  热敏电阻的额定值取决于它们在室温下的电阻值(一般为 25 o C)、它们的时刻常数(对温度改动作出反应的时刻)以及它们相对于流过它们的电流的额定功率。与电阻相同,热敏电阻在室温下的电阻值从 10 兆欧到几欧姆不等,但出于传感意图,一般运用以千欧为单位的那些类型。

  以下热敏电阻在 25℃ 时的电阻值为 10KΩ,在 100℃时的电阻值为 100Ω 。当与 1kΩ 电阻器串联时,核算热敏电阻两头的电压降,然后核算两种温度下的输出电压 (Vout)跨过 12v 电源。

  经过将 R2 的固定电阻值(在咱们的示例中为 1kΩ)更改为电位计或预设值,能够在预订的温度设定点取得电压输出,例如 60℃ 时的 5v 输出,并经过改动电位计取得特定的输出电压水平能够在更宽的温度规模内取得。

  可是需求留意的是,热敏电阻对错线性器材,不同热敏电阻在室温下的规范电阻值是不同的,这首要是因为它们是由半导体资料制成的。热敏电阻随温度呈指数改动,因而具有 Beta 温度常数 ( β ),可用于核算任何给定温度点的电阻。

  可是,当与串联电阻一同运用时,例如在分压器网络或惠斯通电桥型安置中,呼应于施加到分压器/电桥网络的电压而取得的电流与温度成线性关系。然后,电阻两头的输出电压与温度成线性关系。

  RTD 是精确的温度传感器,由高纯度导电金属(如铂、铜或镍)绕成线圈制成。RTD 的电阻改动相似于热敏电阻。也可供给薄膜 RTD。这些器材有一层薄薄的铂膏沉积在白色陶瓷基板上。

  电阻式温度检测器具有正温度系数 (PTC),但与热敏电阻不同,它们的输出十分线性,可发生十分精确的温度丈量值。

  可是,它们的热灵敏度十分差,即温度改动只会发生十分小的输出改动,例如 1Ω/ o C。

  更常见的 RTD 类型由铂制成,称为铂电阻温度计或PRT,其间最常见的是 Pt100 传感器,其在 0 ℃时的规范电阻值为 100Ω。缺陷是铂价格昂贵,这种设备的首要缺陷之一是其本钱。

  与热敏电阻相同,RTD 是无源电阻器材,经过使稳定电流经过温度传感器,能够取得随温度线性添加的输出电压。典型的 RTD 在 0 ℃ 时的基极电阻约为 100Ω,在 100 ℃ 时添加到约 140 Ω,作业温度规模在 -200 至 +600 ℃ 之间。

  因为 RTD 是一个电阻设备,咱们需求让电流经过它们并监控发生的电压。可是,当电流流过电阻线时,因为电阻线的自热引起的任何电阻改动, I2 R ,(欧姆定律)都会导致读数过错。为避免这种状况,RTD 一般衔接到惠斯通电桥网络,该网络具有用于引线补偿和/或衔接到恒流源的附加衔接线。

  最常见的温度传感器之一包括热电偶,因为它们具有宽温度作业规模、可靠性、精确性、简略性和灵敏度。首要是因为其体积小。热电偶还具有一切温度传感器中最宽的温度规模,从低于 -200 ℃ 到远高于 2000 ℃ 。

  热电偶一般由焊接或压接在一同的不同金属(例如铜和康铜)的两个接头组成。其间一个称为冷端,保持在特定温度,而另一个是丈量端,称为热端。

  热电偶是热电传感器,根本上由焊接或压接在一同的不同金属(例如铜和康铜)的两个接头组成。一个结保持在恒温,称为参阅(冷)结,而另一个为丈量(热)结。当两个结处于不同温度时,会在结上发生电压,用于丈量温度传感器,如下所示。

  热电偶的作业原理十分简略和根本。当两种不同金属(例如铜和康铜)熔合在一同时,会发生“热电”效应,然后在它们之间发生只要几毫伏 (mV) 的稳定电位差。两个结之间的电压差称为“塞贝克效应”,因为沿导线发生温度梯度,然后发生电动势。那么热电偶的输出电压是温度改动的函数。

  假如两个结处于相同温度,则两个结之间的电势差为零,换句话说,没有电压输出,因为V1 = V2。可是,当结点衔接在电路中而且都处于不同温度时,将检测到相对于两个结点之间的温差V1 – V2的电压输出。这种电压差会跟着温度的升高而添加,直到到达结的峰值电压水平,这是由所运用的两种不同金属的特性决议的。

  需求细心挑选放大器的类型,无论是离散的仍是运算放大器的方式,因为需求杰出的漂移稳定性来避免热电偶频频地从头校准。这使得斩波器和外表类型的放大器更合适大多数温度传感运用。

  根据半导体的温度传感器与双集成电路 (IC) 一同作业。它们包括两个具有温度灵敏电压和电流特性的相似二极管,以有用丈量温度改动。

  可是,它们供给线 °C 时精度较低。它们还在最窄的温度规模(-70 °C 至 150 °C)内表现出最慢的呼应速度(5 秒至 60 秒)。

  0V型振弦式温度计用于丈量混凝土结构或水中的内部温度。它的分辨率优于 0.1°C,作业原理相似于热电偶温度传感器。它还具有 -20 o至 80 o C的高温规模。

  ETT-10TH 型电阻温度探头是一种低质量防水温度探头,用于丈量 –20 至 80°C 之间的温度。因为其低热质量,它具有快速呼应时刻。

  ETT-10TH型电阻温度探头专为丈量钢材表面温度和丈量混凝土结构表面温度而规划。ETT-10TH 能够嵌入混凝土中,用于丈量混凝土内部的全体温度,乃至能够在水下作业。

  ETT-10TH 电阻温度探头是彻底可交换的。在指定的作业温度规模内,温度读数的差异不会超越 1°C。这答应单个指示器与任何 ETT-10TH 探头一同运用而无需从头校准。

  ETT-10TH 温度探头由一个电阻-温度曲线匹配的热敏电阻环氧树脂封装在铜管中,以完成更快的热呼应和环境维护。管子的顶级是扁平的,因而它能够固定在任何适当平整的金属或混凝土表面上,以丈量表面温度。

  凭借简略取得的两部分环氧树脂粘合剂,探头的扁平顶级能够固定在大多数表面上。假如需求,探头也能够用螺栓固定在结构表面上。

  ETT-10PT RTD(电阻温度检测器)温度探头由具有 DIN IEC 751(原 DIN 43760)欧洲曲线校准的陶瓷电阻元件 (Pt. 100) 组成。电阻元件安装在关闭端巩固的不锈钢管中,可维护元件免受湿气影响。

  电阻温度探头的作业原理是传感器电阻是感测温度的函数。铂 RTD 具有十分好的精确度、线性度、稳定性和可重复性。

  ETT-10PT 型电阻温度探头配有三芯屏蔽电缆。红线供给一个衔接,两根黑线一同供给另一个。因而,完成了对引线电阻和引线电阻温度改动的补偿。运用数字 RTD 温度指示器能够轻松读取电阻温度传感器读数。