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浅谈工业中使用的不同类型的温度传感器的详细先容

来源:发表时间:2019-01-03


先容

      电子温度传感器有两种基本类型:电阻器件和电压器件。电阻器件是电阻随温度变化的器件。电阻器件可以进一步分类为PTC(正温度系数)器件或NTC(负温度系数)器件。PTC的电阻随着温度的升高而增加; 最常见的是热电阻。相反,NTC的电阻随温度的升高而降低。最常见的NTC是热敏电阻。下面跟小编问您先容工业中使用的不同类型的温度传感器。

1.热电阻

      澳门新葡亰手机版自动化仪表三厂热电阻非常稳定,高精度且非常精确。它具有近似线性的特征。这些特性允许非常简单地更换损坏的热电阻,而无需重新调整控制回路。典型热电阻的特性如图中的图表所示。


      注意线性度.热电阻可以用1000欧姆铂丝(或薄膜),100欧姆铂丝(或薄膜),镍铁(balco)或铜构成。除1000欧姆单位外,所有传感器必须与变送器一起使用。尽管以1000欧姆为单位使用变送器是常见的,但这不是必需的。热电阻可用作双线,三线或四线设备。用于测量热电阻电阻的基本器件是惠斯通电桥。如下图所示,基本设备仅需要两根电缆即可为传感器提供信号。


      然而,如果引线非常长,则导线电阻变为测量电阻的很大百分比并且引入显着误差。通常,大家可以通过使用三线热电阻来弥补这一点。三线热电阻连接如图所示。在这种布置中,两根外部导线具有相同的长度并且必须连接在惠斯通电桥的相对的端子上。这样可以消除引线电阻的影响。第三根线用于传输实际信号。由于信号是以微安为单位测量的电流,因此几乎消除了双线热电阻中固有的误差。在需要高精度的情况下使用四线热电阻。然而,换能器/变送器组件是完全不同的。而不是使用惠斯通电桥,四线热电阻连接在电源和某种形式的电压表之间。这在图中说明。这种安排的优点是能够在任何给定温度下读取热电阻两端的电压降。只要引线长度相同,该电压降不受线路长度的影响。因为大家知道温度,澳门新葡亰手机版自动化仪表三厂热电阻检测到的信号与热电阻的电阻成正比,由于大家知道电阻与电压降直接相关,因此大家可以非常精确地将温度直接与电压降相关联。热电阻有几个缺点。首先,如果需要本地指示,则需要安装机械温度计或者必须将温度信号重新传输回电子指示器。其次,必须提供电压以感应电流,从而可以测量电阻。大家还记得电功率定义为P =I2R。这会产生热量。热电阻的准确度可能会受到自热效应.热电阻可检测的温度范围为  -200和500°C(-328.0和932.0°F)

2.Thermistors


      热敏电阻类似于热电阻,因为它是用于测量温度的电阻器件。但是,存在一些主要差异。尽管有PTC热敏电阻,但大多数热敏电阻都是NTC器件。热敏电阻也往往具有大的电阻,通常在10,000欧姆的量级。因此,可以使用没有变送器的热敏电阻。由于这种高电阻,热敏电阻也因铅电阻而不易受到不准确的影响。物理上,热敏电阻通常小于热电阻。因此,热敏电阻往往更具响应性。图中显示了典型热敏电阻的图表。从这个图中,大家可以确定另外两个事实:

      热敏电阻具有高灵敏度,具有明显的优势

      热敏电阻具有高度非线性,是一个明显的缺点


      响应性,灵敏度和对引线电阻的低敏感性使热敏电阻成为温度传感器的流行选择。缺乏非线性确实会带来一些特殊问题,但通过使用特征化器来线性化输出可以很容易地解决这个问题。其他缺点包括与如上所述的热电阻的局部指示和自加热相同的困难,温度范围:-90°C至130°C。

3.热电偶


      澳门新葡亰手机版自动化仪表三厂热电偶是电压装置的示例。当两根不同材料的导线在一端连接,并且该端部受到热通量时,可以测量开口端上的电压电位。这种潜力被称为塞贝克电压,以纪念发现这一发现的科学家。“T”型热电偶电路如图所示。“T”型热电偶由一根铜线和一根康铜线组成。注意,一个结连接到冷端补偿电路。使用热电偶时,必须知道一个结的温度。一种这样的方法是将接头浸入冰浴中,从而使接合处保持在32°F。


      这在该领域是不切实际的。大家使用某种形式的温度补偿电路来代替冰浴。通常,该电路仅仅是另一种温度传感器,例如热敏电阻。它也可以是热电加热器或冷却器,设计用于在某个设计温度下保持该结。在任何一种情况下,温度都是已知的,并且在该连接处感应的电压是恒定的。当热通量施加到传感结时,接收器检测到毫伏,这与传感结的温度直接相关。T型热电偶的特性如图所示。与热电阻和热敏电阻一样,热电偶各有优缺点。热电偶的主要优点是结构简单,设备坚固耐用,温度范围广。如图所示,T型热电偶的感应范围为-150°C至700°C(-240°F至1300°F)。热电偶不易因振动而发生故障,也可以机械夹紧,甚至焊接到感应温度的单元。制造热电偶线的材料是多种多样的。每个热电偶都分配有一个类型字母和一个有用的应用范围。表1列出了一些比较流行的热电偶。


      澳门新葡亰手机版自动化仪表三厂热电偶电线绝缘和外护套也采用颜色编码。不幸的是,没有用于颜色编码的全球标准。一些通用标准是美国ASTM,英国BS1843-1952,英国BS4937-第30-1993部分,法国NFE和德国DIN标准。图表显示了美国ASTM指南中描述的颜色标准。重要的了解和仔细检查颜色编码,特别是如果你与欧洲的供应商合作。已经记录了灾难性的工业事故,其中事故的原因可以追溯到对热电偶布线上的颜色编码的误解。


      热电阻和热电偶的比较 

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