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温度传感器的分类应用领域等知识汇总《资讯》

发布时间:2020-08-17 13:10:26 阅读: 来源:生态板厂家

2018-01-04 12:10:30来源:贤集网 赵媛

温度传感器是使用范围最广,数量最多的传感器,在日常生活,工业生产等领域都扮演着十分重要的角色,从17世纪温度传感器首次应用以来,依次诞生了接触式温度传感器,非接触式温度传感器,集成温度传感器,近年来在智能温度传感器在半导体技术,材料技术等新技术的支持下,温度传感器发展迅速,由于智能温度传感器的软件和硬件的合理配合既可以大大增强传感器的功能、提高传感器的精度,又可以使温度传感器的结构更为简单和紧凑,使用也更加方便。接下来贤集网小编为大家介绍一下温度传感器的分类及应用领域、选用注意、主要用途、检定装置。

温度传感器的分类及应用领域

一、分类

1、热电偶传感器:

两种不同导体或半导体的组合称为热电偶。热电势EAB(T,T0)是由接触电势和温差电势合成的,接触电势是指两种不同的导体或半导体在接触处产生的电势,此电势与两种导体或半导体的性质及在接触点的温度有关,当有两种不同的导体和半导体A和B组成一个回路,其相互连接时,只要两结点处的温度不同,一端温度为T,称为工作端,另一端温度为TO,称为自由端,则回路中就有电流产生,即回路中存在的电动势称为热电动势,这种由于温度不同而产生电动势的现象称为塞贝克效应。

2、热敏电阻传感器:

热敏电阻是敏感元件的一类,热敏电阻的电阻值会随着温度的变化而改变,与一般的固定电阻不同,属于可变电阻的一类,广泛应用于各种电子元器件中,不同于电阻温度计使用纯金属,在热敏电阻器中使用的材料通常是陶瓷或聚合物,正温度系数热敏电阻器在温度越高时电阻值越大,负温度系数热敏电阻器在温度越高时电阻值越低,它们同属于半导体器件,热敏电阻通常在有限的温度范围内实现较高的精度,通常是-90℃?130℃。

3、模拟温度传感器:

HTG3515CH是一款电压输出型温度传感器,输出电流1~3.6V,精度为±3%RH,0~100%RH相对湿度范围,工作温度范围-40~110℃, 5s响应时间, 0±1%RH迟滞,是一个带温湿度一体输出接口的模块,专门为 OEM 客户设计应用在需要一个可靠;精密测量的地方,带有微型控制芯片;湿度为线性电压输出;带 10Kohm NTC 温度输出,HTG3515CH可用于大批量生产和要求测量精度较高的地方。

4、数字式温度传感器:

它采用硅工艺生产的数字式温度传感器,其采用PTAT结构,这种半导体结构具有精确的,与温度相关的良好输出特性,PTAT的输出通过占空比比较器调制成数字信号,占空比与温度的关系如下式:DC=0.32+0.0047*t,t为摄氏度。输出数字信号故与微处理器MCU兼容,通过处理器的高频采样可算出输出电压方波信号的占空比,即可得到温度。该款温度传感器因其特殊工艺,分辨率优于0.005K。测量温度范围-45到130℃,故广泛被用于高精度场合。

二、温度传感器在生产实践中的应用

1、温度传感器感测应用

温度传感器的热转换方式经常被用来测量物理量(如流量、辐 射、气体压力、气体种类、湿度、热化学反应等),这些传感器的测量值都是以热 形式为媒介并以电信号的方式输出;

2、温度传感器生物医学应用

生物医学的应用必须使用特殊的温度传感器,其中最重要 的特性是要求低功耗、长期稳定性好、可靠性高以及在32~44℃之间,精确度小 于0.1℃;

3、温度传感器太空应用

热敏电阻以及硅PN结已经使用于太空温度测量,利用分立的模拟和数字接口电路从感测元件读取温度信息对于低成本、低质量的使用情况 越来越不适用,尤其在微米/纳米卫星中更难满足需要,具有数字输出功能的智能温度传感器可应用于未来的卫星设计中,并能传送与微处理器兼容的数字信息;

4、温度传感器工业应用

集成温度传感器在自动化应用和微生物体热检测应用已有报道,尽管它们的特性和需求根据每个特殊的应用而变化非常大,对于低成本、长期稳定性和可靠性、强大的数字接口以及通信系统等这些特殊的应用需求,目前的智 能温度传感器都可满足;

5、温度传感器消费产品应用

低成本集成温度传感器与变送器已经出现,而且被应用于 消费产品中,如洗衣机、冰箱、空调等,低成本、无需外部部件、制造时简单的片上校正等是消费产品应用的特殊需求,并且在一20一100℃之间测量精度要能达 到0.5℃;

6、温度传感器在医疗行业中的应用

传感器在医疗电子领域的应用也是屡见不鲜的,如非接触式温度计可以测量从一个遥远的红外辐射热源排放的热,用于血液分析仪的热敏电阻元件温度传感器,用于监测厢室、扩散灯和油冷式马达的温度,以免过热,如有过热现象,立即停机使其冷却等,随着科技的进步,传感器制造商可通过四种方法帮助设计人员减小医疗设备尺寸,包括提供灵活的封装选项、减小传感器集成电路尺寸,集成多种传感器功能以及装置智能化。

7、温度传感器在食品行业中应用

温度传感器在食品加工行业也发挥了至关重要的作用,而随着科技的发展,智能温度传感器的应用而生,也为食品加工行业的生产效率打入了强心剂。

温度传感器选用注意

1、被测对象的温度是否需记录、报警和自动控制,是否需要远距离测量和传送;

2、测温范围的大小和精度要求;

3、测温元件大小是否适当;

4、在被测对象温度随时间变化的场合,测温元件的滞后能否适应测温要求;

5、被测对象的环境条件对测温元件是否有损害;

6、价格如保,使用是否方便。

温度传感器主要用途

1、温度是表征物体冷热程度的物理量,是工农业生产过程中一个很重要而普遍的测量参数,温度的测量及控制对保证产品质量、提高生产效率、节约能源、生产安全、促进国民经济的发展起到非常重要的作用,由于温度测量的普遍性,温度传感器的数量在各种传感器中居首位,约占50%;

2、温度传感器是通过物体随温度变化而改变某种特性来间接测量的,不少材料、元件的特性都随温度的变化而变化,所以能作温度传感器的材料相当多,温度传感器随温度而引起物理参数变化的有:膨胀、电阻、电容、而电动势、磁性能、频率、光学特性及热噪声等等,随着生产的发展,新型温度传感器还会不断涌现;

3、由于工农业生产中温度测量的范围极宽,从零下几百度到零上几千度,而各种材料做成的温度传感器只能在一定的温度范围内使用;

4、温度传感器与被测介质的接触方式分为两大类:接触式和非接触式,接触式温度传感器需要与被测介质保持热接触,使两者进行充分的热交换而达到同一温度,这一类传感器主要有电阻式、热电偶、PN结温度传感器等,非接触式温度传感器无需与被测介质接触,而是通过被测介质的热辐射或对流传到温度传感器,以达到测温的目的,这一类传感器主要有红外测温传感器,这种测温方法的主要特点是可以测量运动状态物质的温度(如慢速行使的火车的轴承温度,旋转着的水泥窑的温度)及热容量小的物体(如集成电路中的温度分布)。

温度传感器检定装置

一、温度传感器检定规程:

1、《JJG229-2010工业铂、铜热电阻检定规程》;

2、《JJG833-2007标准组铂铑10-铂热电偶检定规程》;

3、《JJG141-2000工作用贵金属热电偶检定规程》;

4、《JJG351-1996工作用廉金属热电偶检定规程》;

5、《JJG368-2000工作用铜-铜镍热电偶检定规程》;

二、温度传感器检定标准技术及指标:

1、测量准确度:0.01级;分辨率0.1uV和0.1mΩ;

2、扫描开关寄生电势:≤0.4μV;

3、温度范围:水槽:(室温+5~95)℃;油槽:(95 ~ 300)℃;低温恒温槽:(-80 ~ 100)℃;高温炉:(300~1200)℃;

4、控温稳定度:优于0.01℃/10min(油槽、水槽、低温恒温槽);0.2℃/min(管式检定炉);

5、总不确定度:热电偶检定,测量不确定度优于0.7℃,重复性误差<0.25℃;热电阻检定测量不确定度优于50mk,重复性误差<10mk;

6、检定数量:一次可同时检热电偶(1-8)支,一次可同时检同线制热电阻(1-7)支;

7、工作电源:AC220V±10%,50Hz,并有良好保护接地;

8、高温炉功率:约2KW;

9、恒温槽功率:约2KW;

10、微机测控系统功率:<500。

三、温度传感器检定装置功能和特点:

1、检定K、E、J、N、B、S、R、T等多种型号的工作用热电偶;

2、检定Pt100、Pt10、Cu50、Cu100等各种工作用热电阻,玻璃液体温度计、压力式温度计、双金属温度计;

3、多路低电势自动转换开关,寄生电势≤0.4μV;

4、控制1-4台高温炉;

5、温场测试:可进行检定炉、油槽、水槽、低温恒温槽的温场测试;

6、线制转换:可进行二线制、三线制、四线制电阻检定;

7、软件具有比对实验、重复性实验、温场实验等相关实验功能;

8、在Windows2000/XP以上平台,全中文界面,标准Windows操作系统,方便快捷。可实现:

①设备自检、查线;

②屏幕显示并保存控温曲线≤0.4μV;

③检测数据自动采集;

④自动生成符合要求的检定记录;

⑤自动保存检定结果,且不可人工更改;

⑥查询各种热电偶、热电阻分度表及其它帮助;

⑦热电偶、热电阻所有历史检定数据、控温曲线查询 统计及计量的智能化管理功能。

以上是贤集网小编为大家介绍的温度传感器的分类及应用领域、选用注意、主要用途、检定装置。随着工业生产效率的不断提高,自动化水平与范围的不断扩大,对温度传感器的要求也越来越高,智能温度传感器虽然能够做到高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性,但是仍有很多技术限制有待解决,比如所开发虚拟传感器和网络传感器、单片测温系统等,因此,预计在不久的将来,随着智能温度传感器的普及、成本的降低和技术瓶颈的突破,其将会取代传统的传感器的地位,但是如今距离那一步仍有很长的一段路要走。

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