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工業用的 溫濕度傳感器 ----特點簡介
- 2019-01-04-

      溫度作為國際單位製的七個基本量之一,是工業現場一種需要重點監控的參數。水浸傳感器目前工業上常用的溫度傳感器有四類,分別為熱電偶、熱電阻RTD、熱敏電阻及集成電路溫度傳感器。

  一、熱電偶

  熱電偶屬於溫度測量中的接觸式測量,是溫度測量中應用比較廣泛的溫度器件。主要特點是測溫範圍寬、性能比較穩定,同時結構簡單、動態響應好,更能夠遠傳4-20mA電信號,便於自動控製與集中控製。熱電偶的測溫原理是基於熱電勢,將兩種不同的導體或半導體連接成閉合回路,當兩個接點處的溫度不同時,回路中將產生熱電勢,該熱電勢由溫差電勢和接觸電勢組成。溫差電勢是指同一導體的兩端因溫度不同而產生的電勢,不同的導體具有不同的電子密度,所以他們產生的電勢也不相同。接觸電勢是指兩種不同的導體相接觸時,因為他們的電子密度不同所以產生一定的電子擴散,當他們達到一定的平衡後所形成的電勢,接觸電勢的大小取決於兩種不同導體的材料性質以及他們接觸點的溫度。熱電偶的測溫範圍在-270℃~1800℃。

  二、熱電阻

  熱電阻同樣屬於溫度測量中的接觸式測量,它是基於電阻的熱效應進行溫度測量的,即電阻體的阻值隨溫度的變化而變化,因此隻要測量出感溫熱電阻的阻值變化,就可以測量出溫度。工業上常用的熱電阻一般采用PT100、PT1000,熱電阻適用於溫度較低但是線性度要求較高的場合,測量溫度在-200℃~800℃。熱電阻測量中不能測量瞬時溫度變化,並且需要激勵電源。

  工業用熱電阻安裝在生產現場,與控製室之間存在一定的距離,因此熱電阻的引線對測量結果有較大的影響。目前熱電阻的引線主要有三種方式:

  (1)二線製:在熱電阻的兩端各連接一根導線來引出電阻信號的方式,這種引線方法很簡單,但由於連接導線必然存在引線電阻r,r大小與導線的材質和長度的因素有關,因此這種引線方式隻適用於測量精度較低的場合。

  (2)三線製:在熱電阻的根部的一端連接一根引線,另一端連接兩根引線的方式稱為三線製,這種方式通常與電橋配套使用,可以較好的消除引線電阻的影響,是工業過程控製中的比較常用的。

  (3)四線製:在熱電阻的根部兩端各連接兩根導線的方式稱為四線製,其中兩根引線為熱電阻提供恒定電流I,把R轉換成電壓信號U,再通過另兩根引線把U引至二次儀表。這種引線方式可完全消除引線的電阻影響,主要用於高精度的溫度檢測。

  三、熱敏電阻

  熱敏電阻是熱電阻的一種,但是熱敏電阻都是半導體電阻,這是因為半導體熱電阻溫度係數要比金屬大10~100倍,能夠檢測出10-6℃的溫度變化,熱敏電阻測溫範圍在-55℃~315℃。按溫度特性熱敏電阻可分為兩類,隨溫度上升電阻增加的為正溫度係數熱敏電阻,反之為負溫度係數熱敏電阻。

  (1)正溫度係數熱敏電阻以鈦酸鋇(BaTio3)為基本材料,再摻入適量的稀土元素,利用陶瓷工藝高溫燒結而成。正溫度係數熱敏電阻具有未達居裏點前電阻隨溫度變化非常緩慢,具有恒溫、調溫和自動控溫的功能,隻發熱,不發紅,無明火,不易燃燒,電壓交、直流3~440V均可,使用壽命長,非常適用於電動機等電器裝置的過熱探測。

  (2)負溫度係數熱敏電阻是以氧化錳、氧化鈷、氧化鎳、氧化銅和氧化鋁等金屬氧化物為主要原料,采用陶瓷工藝製造而成。負溫度係數熱敏電阻類型很多,使用區分低溫(-60~300℃)、中溫(300~600℃)、高溫(>600℃)三種,有靈敏度高、穩定性好、響應快、壽命長、價格低等優點,廣泛應用於需要定點測溫的溫度自動控製電路,如冰箱、空調、溫室等的溫控係統。

  四、集成溫度傳感器

  集成 溫度傳感器 是采用矽半導體集成工藝而製成的,把感溫元件、膨脹電路、補償電路等集成在一塊很小芯片上的測溫器件,具有線性好、響應快、精度適中、靈敏度高、體積小、使用方便等優點,可以有效的彌補傳統溫度傳感器的響應時間慢、熱慣性大、高溫線性度不好的缺陷。

  集成溫度傳感器按照輸出信號分為數字式溫度傳感器、邏輯輸出溫度傳感器、模擬式溫度傳感器。數字式溫度傳感器大多配有總線接口,具有地址和數據傳輸功能,克服了模擬信號在長距離傳輸過程中易受幹擾、誤差較大的缺陷。邏輯輸出型溫度傳感器在使用時會設置溫度範圍,一旦溫度超出所規定的範圍,則發出報警信號,啟動或關閉其它控製設備。模擬式溫度傳感器分為電流輸出型與電壓輸出型,模擬集成溫度傳感器的主要特點是功能單一,僅測量溫度、測溫誤差小、價格低、響應速度快、不需要進行非線性校準,外圍電路簡單。


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