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温度传感器是什么

来源:弗赛德    浏览数:次    时间: 2020-04-10

  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
  
  接触式
  
  接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触,又称温度计。
  
  温度计通过传导或对流达到热平衡,从而使温度计的示值能直接表示被测对象的温度。
  
  非接触式
  
  它的敏感元件与被测对象互不接触,又称非接触式测温仪表。这种仪表可用来测量运动物体、小目标和热容量小或温度变化迅速(瞬变)对象的表面温度,也可用于测量温度场的温度分布。
  
  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。
  
  非接触测温优点:测量上限不受感温元件耐温程度的限制,因而对最高可测温度原则上没有限制。对于1800℃以上的高温,主要采用非接触测温方法。随着红外技术的发展,辐射测温 逐渐由可见光向红外线扩展,700℃以下直至常温都已采用,且分辨率很高。
  
  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。
  
  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。
  
  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。
  
  挑选方法
  
  如果要进行可靠的温度测量,首先就需要选择正确的温度仪表,也就是温度传感器。其中热电偶、热敏电阻、铂电阻(RTD)和温度IC都是测试中最常用的温度传感器。

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