温度传感器,什么是温度传感器?


1、什么是温度传感器?
我们把能感受温度并能够转换成输出信号的传感器叫做温度传感器,比如我们日常生活开空调等里面就有温度传感器用来提供温度传感功能。
我们常见的主要分成电阻传感和热电偶传感两大类。初中物理中主要涉及的是电阻传感,主要有四种:1.热电阻;2.正温度系数热敏电阻(PTC);3.负温度系数热敏电阻(NTC);4.临界温度热敏电阻(CTR)。
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2、温度传感器有哪几种
温度传感器有四种,分别是:热电偶传感器、热敏电阻传感器、电阻温度检测器、IC温度传感器。
1、热电偶传感器:它直接测量温度,并把温度信号转换成热电动势信号,通过电气仪表转换成被测介质的温度,热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过,此时两端之间就存在电动势,这就是所谓的塞贝克效应。
2、热敏电阻传感器:热敏电阻传感器主要元件是热敏电阻,当热敏材料周围有热辐射时,它就会吸收辐射热,产生温度升高,引起材料的阻值发生变化。
3、电阻温度检测器:通常用铂金、铜或镍。它们的温度系数较大,随温度变化响应快,能够抵抗热疲劳,而且易于加工制造成为精密的线圈。
4、IC温度传感器:集成传感器是采用硅半导体集成工艺而制成的,因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器,模拟集成温度传感器的主要特点是功能单一、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等,适合远距离测温、控测,不需要进行非线性校准,外围电路简单。
温度传感器的应用
生物医学的应用必须使用特殊的温度传感器,其中最重要的特性是要求低功耗、长期稳定性好、可靠性高以及在32-44℃之间,精确度小于0.1℃。集成温度传感器在自动化应用和微生物体热检测应用已有报道,尽管它们的特性和需求根据每个特殊的应用而变化非常大。
对于低成本、长期稳定性和可靠性、强大的数字接口以及通信系统等这些特殊的应用需求,目前的智能温度传感器都可满足。低成本集成温度传感器与变送器已经出现,而且被应用于消费产品中,如洗衣机、冰箱、空调等。低成本、无需外部部件、制造时简单的片上校正等是消费产品应用的特殊需求。并且在20-100℃之间测量精度要能达到0.5℃。
3、温度传感器的原理及应用
温度传感器的原理是利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为可用输出信号;应用于工业、电子产品、生物医学以及航天航空等领域。
温度传感器(temperature transducer)是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。温度传感器是温度测量仪表的核心部分,品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类,按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。
温度传感器是最早开发,应用最广的一类传感器。温度传感器的市场份额大大超过了其他的传感器。从17世纪初人们开始利用温度进行测量。在半导体技术的支持下,本世纪相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。与之相应,根据波与物质的相互作用规律,相继开发了声学温度传感器、红外传感器和微波传感器。
温度传感器是五花八门的各种传感器中最为常用的一种,现代的温度传感器外形非常得小,这样更加让它广泛应用在生产实践的各个领域中,也为人们的生活提供了无数的便利和功能。
温度传感器的四种主要类型:
热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)和IC温度传感器。IC温度传感器又包括模拟输出和数字输出两种类型。
热电偶:
温度测量仪表中常用的测温元件,它直接测量温度,并把温度信号转换成热电动势信号,通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质的温度。各种热电偶的外形常因需要而极不相同,但是它们的基本结构却大致相同,通常由热电极、绝缘套保护管和接线盒等主要部分组成,通常和显示仪表、记录仪表及电子调节器配套使用。
热敏电阻:
热敏电阻器是敏感元件的一类,按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器(PTC)和负温度系数热敏电阻器(NTC)。热敏电阻器的典型特点是对温度敏感,不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻器(PTC)在温度越高时电阻值越大,负温度系数热敏电阻器(NTC)在温度越高时电阻值越低,它们同属于半导体器件。
电阻温度检测器(RTD):
电阻温度探测器(RTD)实际上是一根特殊的导线,它的电阻随温度变化而变化,通常RTD材料包括铜、铂、镍及铁合金。RTD元件可以是一根导线,也可以是一层薄膜,采用电镀或溅射的方法涂敷在陶瓷类材料基底上。
IC温度传感器:
温度IC是指温度传感的一种概念。温度是一个基本的物理量,自然界中的一切过程无不与温度密切相关。温度传感器是最早开发,应用最广的一类传感器。温度传感器的市场份额大大超过了其他的传感器。从17世纪初人们开始利用温度进行测量。在半导体技术的支持下,本世纪相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。
与之相应,根据波与物质的相互作用规律,相继开发了声学温度传感器、红外传感器和微波传感器。
4、温度传感器是什么
温度传感器是现代工业现场、科研院所温度测控的更新换代产品,是集散系统、数字总线系统的必备产品。一般由测温探头(热电偶或热电阻传感器)和两线制固体电子单元组成。采用固体模块形式将测温探头直接安装在接线盒内,从而形成一体化的变送器。温度传感器一般分为热电阻和热电偶型两种类型。
温度传感器具有结构简单、节省引线、输出信号大、抗干扰能力强、线性好、显示仪表简单、固体模块抗震防潮、有反接保护和限流保护、工作可靠等优点。温度传感器的输出为统一的4~20mA信号;可与微机系统或其它常规仪表匹配使用。也可用户要求做成防爆型或防火型测量仪表。
热电阻温度变送器是由基准单元、R/V转换单元、线性电路、反接保护、限流保护、V/I转换单元等组成。测温热电阻信号转换放大后,再由线性电路对温度与电阻的非线性关系进行补偿,经V/I转换电路后输出一个与被测温度成线性关系的4~20mA的恒流信号。
温度变送器一般由基准源、冷端补偿、放大单元、线性化处理、V/I转换、断偶处理、反接保护、限流保护等电路单元组成。它是将热电偶产生的热电势经冷端补偿放大后,再帽由线性电路消除热电势与温度的非线性误差,最后放大转换为4~20mA电流输出信号。为防止热电偶测量中由于电偶断丝而使控温失效造成事故,变送器中还设有断电保护电路。当热电偶断丝或接解不良时,变送器会输出最大值(28mA)以使仪表切断电源。
责任编辑:David
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