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      溫度傳感器的分類

      時間:2019-10-31 07:09:25   作者:admin 點擊: 3 次
        溫度傳感器的分類,溫度傳感器定義: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。溫度傳感器對于環境溫度的測量非常準確,廣泛應用于農業、工業、車間、庫房等領域。
       
        溫度傳感器發展歷史
       
        公元1600年,伽利略研制出氣體溫度計。一百年后,研制成究竟溫度計和水銀溫度計。隨著現代工業技術發展的需要,相繼研制出金屬絲電阻、溫差電動勢元件、雙金屬式溫度傳感器。1950年以后,相繼研發制成半導體熱敏電阻器。最近,隨著原材料、加工技術的飛速發展、又陸續研制出各種類型的溫度傳感器。
       
        溫度傳感器分類
       
        按測量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類。
       
        1、接觸式
       
        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。
       
        一般測量精度較高。在一定的測溫范圍內,溫度計也可測量物體內部的溫度分布。但對于運動體、小目標或熱容量很小的對象則會產生較大的測量誤差,常用的溫度計有雙金屬溫度計、玻璃液體溫度計、壓力式溫度計、電阻溫度計、熱敏電阻和溫差電偶等。它們廣泛應用于工業、農業、商業等部門。在日常生活中人們也常常使用這些溫度計。
       
        2、非接觸式
       
        它的敏感元件與被測對象互不接觸,又稱非接觸式測溫儀表。這種儀表可用來測量運動物體、小目標和熱容量小或溫度變化迅速(瞬變)對象的表面溫度,也可用于測量溫度場的溫度分布。
       
        最常用的非接觸式測溫儀表基于黑體輻射的基本定律,稱為輻射測溫儀表。各類輻射測溫方法只能測出對應的光度溫度、輻射溫度或比色溫度。只有對黑體(吸收全部輻射并不反射光的物體)所測溫度才是真實溫度。如欲測定物體的真實溫度,則必須進行材料表面發射率的修正。而材料表面發射率不僅取決于溫度和波長,而且還與表面狀態、涂膜和微觀組織等有關,因此很難精確測量。
       
        非接觸式溫度傳感器的優點是測量上限不受感溫元件耐溫程度的限制,因而對最高可測溫度原則上沒有限制。
       
        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。
       
        1、熱電阻
       
        熱敏電阻是用半導體材料,大多為負溫度系數,即阻值隨溫度增加而降低。
       
        溫度變化會造成大的阻值改變,因此它是最靈敏的溫度傳感器。但熱敏電阻的線性度極差,并且與生產工藝有很大關系。
       
        熱敏電阻還有其自身的測量技巧。熱敏電阻體積小是優點,它能很快穩定,不會造成熱負載。不過也因此很不結實,大電流會造成自熱。由于熱敏電阻是一種電阻性器件,任何電流源都會在其上因功率而造成發熱。功率等于電流平方與電阻的積。因此要使用小的電流源。如果熱敏電阻暴露在高熱中,將導致永久性的損壞。
       
        2、熱電偶
       
        熱電偶是溫度測量中最常用的溫度傳感器。其主要好處是寬溫度范圍和適應各種大氣環境,而且結實、價低,無需供電,也是最便宜的。電偶是最簡單和最通用的溫度傳感器,但熱電偶并不適合高精度的的測量和應用。
       
        按照溫度傳感器輸出信號的模式,可大致劃分為三大類:數字式溫度傳感器、邏輯輸出溫度傳感器、模擬式溫度傳感器。
       
        1、數字式溫度傳感器
       
        它采用硅工藝生產的數字式溫度傳感器,其采用PTAT結構,這種半導體結構具有精確的,與溫度相關的良好輸出特性。
       
        2、邏輯輸出溫度傳感器
       
        在許多應用中,我們并不需要嚴格測量溫度值,只關心溫度是否超出了一個設定范圍,一旦溫度超出所規定的范圍,則發出報警信號,啟動或關閉風扇、空調、加熱器或其它控制設備,此時可選用邏輯輸出式溫度傳感器
       
        3、模擬式溫度傳感器
       
        模擬溫度傳感器,如熱電偶、熱敏電阻和RTDS對溫度的監控,在一些溫度范圍內線性不好,需要進行冷端補償或引線補償;熱慣性大,響應時間慢。集成模擬溫度傳感器與之相比,具有靈敏度高、線性度好、響應速度快等優點,而且它還將驅動電路、信號處理電路以及必要的邏輯控制電路集成在單片IC上,有實際尺寸小、使用方便等優點。常見的模擬溫度傳感器有LM3911、LM335、LM45、AD22103電壓輸出型、AD590電流輸出型。
       
        
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