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请谨慎选择正在改进中的温度传感器类型

来源:发表时间:2019-07-24


      从热电偶和热敏电阻到热电阻(电阻温度检测器),温度传感器是多种多样的,无处不在,但明智的做法是不要将它们视为理所当然。每种类型在成本,可靠性,线性和易用性方面都有其固有的优点和缺点。在这个功能中,大家将带您了解一些经典的温度传感器类型,同时还会向您先容最新技术,如何充分利用它们,以及温度传感器和硅集成的一个或两个好例子。
      温度传感器无处不在:用于汽车,基础设施,工业,军事/航空航天,消费电子,医疗,运输,电力,过程控制,石化,地球物理,农业和通信应用。当与应变和压力传感器等其他传感器结合使用时,它们可以使它们所服务的应用更加智能,安全和可靠。在许多系统中,温度监测和控制是基础。
      到目前为止,设计人员在使用温度传感器时面临的最大挑战是传感器相对于被测对象或环境(被测量)的放置方式和位置。即使是封装类型及其安装方式也会使满意和不满意的测量结果产生差异。由于信号电平如此之低,连接线中的损耗只是需要克服的问题之一,但在即将推出的功能中则更多。
      与此同时,一种流行的温度传感器是热电偶,这是有充分理由的。没有其他温度传感器能够在零下几百摄氏度到接近2000摄氏度的宽范围温度传感能力方面与之竞争。它坚固耐用,可以承受恶劣的环境。但它也是高度非线性的,需要使用重要的线性化算法。它还产生几十μV/°C的非常小的输出电压,需要使用模拟放大,并且易受噪声影响,这意味着需要进行信号调理。只要提供准确正确的冷端补偿(CJC)和信号调理,它就相当准确。专家们一致认为,热电偶的信号调理方面是温度传感器用户面临的主要挑战。


允许热电偶冷端补偿,精度在±0.25°C范围内。
热敏电阻:低成本,但要注意电流
      另一种流行的温度传感器类型是热敏电阻,尤其是因为它的成本非常低(大量的几美分)。这种薄膜传感器非常小(直径约4毫米,带两根引线的磁珠),适用于过压和欠压关断仪表等应用。它非常灵敏,准确,坚固,并且足够灵活,可以安装到各种包装中。
      但它确实有一个问题。它是一种自加热装置,因此必须采取适当的措施将感应电流限制在足够低的值,以尽量减少这一挑战。虽然可以购买现代玻璃封装的热敏电阻来解决这个问题,但当然也增加了额外的成本,它也容易受到湿气的影响。需要App来处理热敏电阻固有的非线性。
      热敏电阻具有正温度系数(PTC)和负温度系数(NTC)版本,它们分别响应于升高和降低的温度而增加和减少它们的电阻。 
热电阻:稳定且线性,但响应慢
      以更高的价格,热电阻(电阻温度检测器)提供了超过约的相当宽的温度范围最好线性度和稳定性- 250℃?850℃,这是仅次于热电偶。热电阻由沉积的铜或铂膜组成。其电阻以已知且可重复的方式随温度升高而增加,具有极好的准确度。


热电阻系列是线性和稳定温度测量的理想选择,具有极高的精度。
      不过使用热电阻用户要小心!热电阻的响应时间非常慢(在几秒范围内)。它也非常容易受到引线电阻的影响,因此需要引线补偿,限制了其在3线和4线配置中的使用。(2线配置无法补偿引线电阻)。


 

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