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发布时间:2020-05-04 01:34:15
近百年来,温度传感器的发展大致经历了三个阶段:传统的分立式温度传感器(含敏感元件);模拟集成温度传感器腔制器;智能温度传感器。
温度传感器目前分为传统温度传感器和基于硅的温度传感器。传统温度传感器包括热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)和热电偶。这些器件是模拟器件,因此在将它们用于数字控制回路之前,必须将它们的输出数字化。热敏电阻通常由陶瓷或聚合物制成,而RTD由金属制成。RTD的工作温度范围大于热敏电阻的工作温度范围。数字温度传感器通过串行总线将测得的温度传送至系统控制器,还可以用于配置系统以及加载那些高、低和临界寄存器。由于热敏电阻和RTD是纯阻性的,因此它们需要外部电压源。热电偶使用不同的金属结合而成,输出电压与温度差值成正比,但与周围环境的温度不成正比。
温度传感器不局限于模拟器件。基于硅的温度传感器能够精准输出其测量温度所代表的数字量。相比于需要外部信号调理电路和模数转换器(ADC)的方法,这种方案简化了控制系统的设计。
多种不同种类温度传感器的工作原理
(一)热电耦温度传感器。热电耦温度传感器结构简单,仅由两根不同材料的导体或半导体焊接而成,是应用*** 广泛的温度传感器。热电耦也是由两种不同材料的导体或半导体A、B焊接而成,焊接的一端称为工作端或热端。热电耦温度传感器是根据热电效应原理制成的:把两种不同的金属A,B组成闭合回路,两接点温度分别为t1和t2,则在回路中产生一个电动势。
热电耦也是由两种不同材料的导体或半导体A、B焊接而成,焊接的一端称为工作端或热端。与导线连接的一端称为自由端或冷端,导体A、B称为热电极,总称热电耦。通常情况下,可以采用热电耦的调节模板进行操作,此过程非常便捷、简单。测量时,工作端与被测物相接触,测量仪表为电位差计,用来测出热电耦的热电动势,连接导线为补偿导线及铜导线。
从测量仪表上,我们观测到的便是热电动势,而要想知道物体的温度,还需要查看热电耦的分度表。
为了保证温度测量结果足够精准,在热电极材料的选择方面也有严格的要求:物理、化学稳定性要高;电阻温度系数小;导电率高;用于在更宽的温度范围内封装传感器配件,如-55~175℃,在130~150℃内的典型精度为±1℃。热电动势要大;热电动势与温度要有线性或简单的函数关系;复现性好;便于加工等。根据我们常用的热电极材料,热电耦温度传感器可分为标准化热电耦和非标准化热电耦。铂铑-铂热电耦是常用的标准化热电耦,熔点高,可用于测量高温,误差小,但价格昂贵,一般适用于较为精密的温度测量。铁-康铜为常用的非标准化热电耦,测温上限为600摄氏度,易生锈,但温度与热电动势线性关系好,灵敏度高。
传感器外壳对于传感器起到的作用
温度传感器采用的是美国进口的数字式温度传感器芯片,其精度高,抗干扰能力强,测温范围广等特点使得在低温测量系统中被大量应用。温度传感器外壳采用不锈钢制成,防水、耐腐蚀,可以在环境恶劣的测温环境下使用。传感器安装简单,拆换方便,可维护性好。
传感器信号的问题已经从早期的年龄传感器的存在。事实上,有在感测参数如果信息不能显示,通信,或共享没有意义的。
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