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温度传感器的三种类型及原理,温度传感器有哪几种类型

来源:
2023-10-10
类别:技术信息
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文章创建人 拍明芯城

1、温度传感器有哪几种类型

温度传感器有以下几种类型:

1、热电偶传感器

热电偶是一种感温元件,是一种仪表bai。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。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——热电动势,这就是所谓的塞贝克效应(Seebeckeffect)。

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(RTD)

RTD通常用铂金、铜或镍。这几种金属的电阻-温度关系如图所示,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。

RTD是目前*精确和*稳定的温度传感器。它的线性度优于热电偶和热敏电阻。但RTD也是响应速度较慢而且价格比较贵的温度传感器。因此RTD*适合对精度有严格要求,而速度和价格不太关键的应用领域。

4、IC温度传感器

模拟集成温度传感器

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是在20世纪80年代问世的,它是将温度传感器集成在一个芯片上、可完成温度测量及模拟信号输出功能的专用IC。

模拟集成温度传感器的主要特点是功能单一(仅测量温度)、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。

数字输出传感器

数字温度传感器是在20世纪90年代中期问世的。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶。目前,国际上已开发出多种智能温度传感器系列产品。智能温度传感器内部都包含温度传感器、A/D转换器、信号处理器、存储器(或寄存器)和接口电路。

有的产品还带多路选择器、中央控制器(CPU)、随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。智能温度传感器的特点是能输出温度数据及相关的温度控制量,适配各种微控制器(MCU);并且它是在硬件的基础上通过软件来实现测试功能的,其智能化和谐也取决于软件的开发水平。

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2、温度传感器工作原理?

温度传感器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。

工作原理

金属膨胀原理设计的传感器

金属在环境温度变化后会产生一个相应的延伸,因此传感器可以以不同方式对这种反应进行信号转换。6

双金属片式传感器

双金属片由两片不同膨胀系数的金属贴在一起而组成,随着温度变化,材料A比另外一种金属膨胀程度要高,引起金属片弯曲。弯曲的曲率可以转换成一个输出信号。

双金属杆和金属管传感器

随着温度升高,金属管(材料A)长度增加,而不膨胀钢杆(金属B)的长度并不增加,这样由于位置的改变,金属管的线性膨胀就可以进行传递。反过来,这种线性膨胀可以转换成一个输出信号。

液体和气体的变形曲线设计的传感器

在温度变化时,液体和气体同样会相应产生体积的变化。

多种类型的结构可以把这种膨胀的变化转换成位置的变化,这样产生位置的变化输出(电位计、感应偏差、挡流板等等)。

电阻传感

金属随着温度变化,其电阻值也发生变化。

对于不同金属来说,温度每变化一度,电阻值变化是不同的,而电阻值又可以直接作为输出信号。

电阻共有两种变化类型

正温度系数

温度升高 = 阻值增加

温度降低 = 阻值减少

负温度系数

温度升高 = 阻值减少

温度降低 = 阻值增加

热电偶传感

热电偶由两个不同材料的金属线组成,在末端焊接在一起。再测出不加热部位的环境温度,就可以准确知道加热点的温度。由于它必须有两种不同材质的导体,所以称之为热电偶。不同材质做出的热电偶使用于不同的温度范围,它们的灵敏度也各不相同。热电偶的灵敏度是指加热点温度变化1℃时,输出电位差的变化量。对于大多数金属材料支撑的热电偶而言,这个数值大约在5~40微伏/℃之间。

由于热电偶温度传感器的灵敏度与材料的粗细无关,用非常细的材料也能够做成温度传感器。也由于制作热电偶的金属材料具有很好的延展性,这种细微的测温元件有极高的响应速度,可以测量快速变化的过程。

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3、温度传感器的种类及其特点,

按接触方式来划分,可以分为接触式温度传感器,非接触式温度传感器;

接触式温度传感器的特点;传感器直接与被测物体接触进行温度测量,由于被测物体的热量传递给传感器,降低了被测物体温度,特别是被测物体热容量较小时,测量精度较低。因此采用这种方式要测得物体的真实温度的前提条件是被测物体的热容量要足够大。

非接触式温度传感器主要是利用被测物体热辐射而发出红外线,从而测量物体的温度,可进行遥测。其制造成本较高,测量精度却较低。优点是不从被测物体上吸收热量;不会干扰被测对象的温度场;连续测量不会产生消耗,反应快等。

此外,还有微波测温温度传感器,噪声测温温度传感器,温度图测温温度传感器,热流计,射流测温计,核磁共振测温计,穆斯保尔效应测温计,约瑟夫逊效应测温计,低温超导转换测温计,光纤温度传感器等,这些温度传感器有的已获得应用,有的尚在研制中。

接触式温度传感器有;

常用热电阻范围-260~+850℃,精度0.001℃。改进后可连续工作2000h,失效率小于1%,使用期为10年。管缆热电阻测温范围为-20~+500℃,最高上限为1000℃,精度为0.5级。陶瓷热电阻 测量范围为–200~+500℃,精度为0.3,0.15级。

超低温热电阻 两种碳电阻,可分别测量–268.8~253℃-272.9~272.99℃的温度。热敏电阻器 适于在高灵敏度的微小温度测量场合使用,经济性好价格便宜。

非接触式温度传感有;

辐射高温计用来测量 1000℃以上高温,分四种,光学高温计、比色高温计、辐射高温计和光电高温计。光谱高温计 前苏联研制的YCI—I型自动测温通用光谱高温计,其测量范围为400~6000℃,它是采用电子化自动跟踪系统,保证有足够准确的精度进行自动测量。

超声波温度传感器特点是响应快(约为10ms左右),方向性强。目前国外有可测到5000℉的产品。激光温度传感器适用于远程和特殊环境下的温度测量。最高温度可达8000℃,专门用于核聚变研究。

百度百科--温度传感器

4、请问什么是温度传感器原理?温度传感器原理的意义又是什么呢?

上次我们在学习物理 课的时候,刚好老师有上过这个课程, 说个不错的知识,现在分享 给大家,以前没有听这个课的时候,也不知道它的含义是什么:现在我们来解释下,友情提醒:有需要 几个地方 注意的是:什么是温度传感器的工作原理?温度传感器的原理大致有如下几类 一.热膨胀 1. 金属热膨胀传感器 金属在环境温度变化后会产生一个相应的延伸,因此传感器可以以不同方式对这种反应进行信号转换. 例子: 双金属片式传感器 双金属片由两片不同膨胀系数的金属贴在一起而组成,随着温度变化,材料A比另外一种金属 膨胀程度要高,引起金属片弯曲.弯曲的曲率可以转换成一个输出信号. 通常的表盘指针式的室内温度计也是用的这种原理. 双金属杆和金属管传感器 随着温度升高,金属管(材料A)长度增加,而不膨胀钢杆(金属B)的长度并不增加,这样由于位置的改变,金属管的线性膨胀就可以进行传递.反过来,这种线性膨胀可以转换成一个输出信号. 2. 液体和气体的变形曲线设计的传感器 在温度变化时,液体和气体同样会相应产生体积的变化. 多种类型的结构可以把这种膨胀的变化转换成位置的变化,这样产生位置的变化输出(电位计、感应偏差、挡流板等等). 二.热电阻 金属随着温度变化,其电阻值也发生变化. 对于不同金属来说,温度每变化一度,电阻值变化是不同的,而电阻值又可以直接作为输出信号. 三.热电偶 原理是热电效应. 任何导体(金属)被施加热梯度时都会产生电压.现在这种现象被称为热电效应或“Seebeck效应”.若要测量这个电压,必须把“热”端连到另一导体上.增加的导体也会经历热梯度,自身也会产生一个电压,并与原来的电压抵消. 幸运的是,热电效应中电压的大小取决于金属的种类.在电路中使用不同的金属会产生不同的电压,这个电压被称为热电势,因此存在一个很小的电压差值可以被测量,这个差值随温度的升高而增大.对于目前常用的金属组合,这个差值通常在1到大约70微伏每摄氏度之间. 热电偶由两个不同材料的金属线组成,在末端焊接在一起.再测出不加热部位的环境温度,就可以准确知道加热点的温度.由于它必须有两种不同材质的导体,所以称之为热电偶.不同材质做出的热电偶使用于不同的温度范围,它们的灵敏度也各不相同.热电偶的灵敏度是指加热点温度变化1℃时,输出电位差的变化量. 由于热电偶温度传感器的灵敏度与材料的粗细无关,用非常细的材料也能够做成温度传感器.也由于制作热电偶的金属材料具有很好的延展性,这种细微的测温元件有极高的响应速度,可以测量快速变化的过程. 一般实验室里用来控温的主要是热电偶. 四.热辐射 最常用的非接触式测温仪表基于黑体辐射的基本定律,称为辐射测温仪表. 温度传感器辐射测温法包括亮度法(见光学高温计)、辐射法(见辐射高温计)和比色法(见比色温度计).各类辐射测温方法只能测出对应的光度温度、辐射温度或比色温度.只有对黑体(吸收全部辐射并不反射光的物体)所测温度才是真实温度.如欲测定物体的真实温度,则必须进行材料表面发射率的修正.而材料表面发射率不仅取决于温度和波长,而且还与表面状态、涂膜和微观组织等有关,因此很难精确测量. 这一类工业上主要用来测控高温物体,例如锅炉.也用来在医院门口或者机场火车站用来测来来往往的人的体温.以上就是关于温度传感器原理方面的一些分享,希望对你有帮助!亲的认可是我的最大动力哦!大家看了希望要记在脑子啊, 姐姐 打字不容易哦,如果觉得不错的话,可以分享给你身边的朋友啊!哈哈!谢了!

责任编辑:David

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