溫度傳感器的三種類型及原理,溫度傳感器有哪幾種類型


1、溫度傳感器有哪幾種類型
溫度傳感器有以下幾種類型:
1、熱電偶傳感器
熱電偶是一種感溫元件,是一種儀表bai。它直接測量溫度,并把溫度信號轉(zhuǎn)換成熱電動勢信號,通過電氣儀表(二次儀表)轉(zhuǎn)換成被測介質(zhì)的溫度。熱電偶測溫的基本原理是兩種不同成份的材質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路,當(dāng)兩端存在溫度梯度時,回路中就會有電流通過,此時兩端之間就存在電動勢——熱電動勢,這就是所謂的塞貝克效應(yīng)(Seebeckeffect)。
2、熱敏電阻傳感器
熱敏電阻傳感器主要元件是熱敏電阻,當(dāng)熱敏材料周圍有熱輻射時,它就會吸收輻射熱,產(chǎn)生溫度升高,引起材料的阻值發(fā)生變化。
3、電阻溫度檢測器(RTD)
RTD通常用鉑金、銅或鎳。這幾種金屬的電阻-溫度關(guān)系如圖所示,它們的溫度系數(shù)較大,隨溫度變化響應(yīng)快,能夠抵抗熱疲勞,而且易于加工制造成為精密的線圈。
RTD是目前*精確和*穩(wěn)定的溫度傳感器。它的線性度優(yōu)于熱電偶和熱敏電阻。但RTD也是響應(yīng)速度較慢而且價格比較貴的溫度傳感器。因此RTD*適合對精度有嚴(yán)格要求,而速度和價格不太關(guān)鍵的應(yīng)用領(lǐng)域。
4、IC溫度傳感器
模擬集成溫度傳感器
集成傳感器是采用硅半導(dǎo)體集成工藝而制成的,因此亦稱硅傳感器或單片集成溫度傳感器。模擬集成溫度傳感器是在20世紀(jì)80年代問世的,它是將溫度傳感器集成在一個芯片上、可完成溫度測量及模擬信號輸出功能的專用IC。
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(yīng)速度快、傳輸距離遠、體積小、微功耗等,適合遠距離測溫、控測,不需要進行非線性校準(zhǔn),外圍電路簡單。
數(shù)字輸出傳感器
數(shù)字溫度傳感器是在20世紀(jì)90年代中期問世的。它是微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和自動測試技術(shù)(ATE)的結(jié)晶。目前,國際上已開發(fā)出多種智能溫度傳感器系列產(chǎn)品。智能溫度傳感器內(nèi)部都包含溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、信號處理器、存儲器(或寄存器)和接口電路。
有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、中央控制器(CPU)、隨機存取存儲器(RAM)和只讀存儲器(ROM)。智能溫度傳感器的特點是能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量,適配各種微控制器(MCU);并且它是在硬件的基礎(chǔ)上通過軟件來實現(xiàn)測試功能的,其智能化和諧也取決于軟件的開發(fā)水平。
2、溫度傳感器工作原理?
溫度傳感器是指能感受溫度并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的傳感器。溫度傳感器是溫度測量儀表的核心部分,品種繁多。按測量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類,按照傳感器材料及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類。
工作原理
金屬膨脹原理設(shè)計的傳感器
金屬在環(huán)境溫度變化后會產(chǎn)生一個相應(yīng)的延伸,因此傳感器可以以不同方式對這種反應(yīng)進行信號轉(zhuǎn)換。6
雙金屬片式傳感器
雙金屬片由兩片不同膨脹系數(shù)的金屬貼在一起而組成,隨著溫度變化,材料A比另外一種金屬膨脹程度要高,引起金屬片彎曲。彎曲的曲率可以轉(zhuǎn)換成一個輸出信號。
雙金屬桿和金屬管傳感器
隨著溫度升高,金屬管(材料A)長度增加,而不膨脹鋼桿(金屬B)的長度并不增加,這樣由于位置的改變,金屬管的線性膨脹就可以進行傳遞。反過來,這種線性膨脹可以轉(zhuǎn)換成一個輸出信號。
液體和氣體的變形曲線設(shè)計的傳感器
在溫度變化時,液體和氣體同樣會相應(yīng)產(chǎn)生體積的變化。
多種類型的結(jié)構(gòu)可以把這種膨脹的變化轉(zhuǎn)換成位置的變化,這樣產(chǎn)生位置的變化輸出(電位計、感應(yīng)偏差、擋流板等等)。
電阻傳感
金屬隨著溫度變化,其電阻值也發(fā)生變化。
對于不同金屬來說,溫度每變化一度,電阻值變化是不同的,而電阻值又可以直接作為輸出信號。
電阻共有兩種變化類型
正溫度系數(shù)
溫度升高 = 阻值增加
溫度降低 = 阻值減少
負溫度系數(shù)
溫度升高 = 阻值減少
溫度降低 = 阻值增加
熱電偶傳感
熱電偶由兩個不同材料的金屬線組成,在末端焊接在一起。再測出不加熱部位的環(huán)境溫度,就可以準(zhǔn)確知道加熱點的溫度。由于它必須有兩種不同材質(zhì)的導(dǎo)體,所以稱之為熱電偶。不同材質(zhì)做出的熱電偶使用于不同的溫度范圍,它們的靈敏度也各不相同。熱電偶的靈敏度是指加熱點溫度變化1℃時,輸出電位差的變化量。對于大多數(shù)金屬材料支撐的熱電偶而言,這個數(shù)值大約在5~40微伏/℃之間。
由于熱電偶溫度傳感器的靈敏度與材料的粗細無關(guān),用非常細的材料也能夠做成溫度傳感器。也由于制作熱電偶的金屬材料具有很好的延展性,這種細微的測溫元件有極高的響應(yīng)速度,可以測量快速變化的過程。
3、溫度傳感器的種類及其特點,
按接觸方式來劃分,可以分為接觸式溫度傳感器,非接觸式溫度傳感器;
接觸式溫度傳感器的特點;傳感器直接與被測物體接觸進行溫度測量,由于被測物體的熱量傳遞給傳感器,降低了被測物體溫度,特別是被測物體熱容量較小時,測量精度較低。因此采用這種方式要測得物體的真實溫度的前提條件是被測物體的熱容量要足夠大。
非接觸式溫度傳感器主要是利用被測物體熱輻射而發(fā)出紅外線,從而測量物體的溫度,可進行遙測。其制造成本較高,測量精度卻較低。優(yōu)點是不從被測物體上吸收熱量;不會干擾被測對象的溫度場;連續(xù)測量不會產(chǎn)生消耗,反應(yīng)快等。
此外,還有微波測溫溫度傳感器,噪聲測溫溫度傳感器,溫度圖測溫溫度傳感器,熱流計,射流測溫計,核磁共振測溫計,穆斯保爾效應(yīng)測溫計,約瑟夫遜效應(yīng)測溫計,低溫超導(dǎo)轉(zhuǎn)換測溫計,光纖溫度傳感器等,這些溫度傳感器有的已獲得應(yīng)用,有的尚在研制中。
接觸式溫度傳感器有;
常用熱電阻范圍-260~+850℃,精度0.001℃。改進后可連續(xù)工作2000h,失效率小于1%,使用期為10年。管纜熱電阻測溫范圍為-20~+500℃,最高上限為1000℃,精度為0.5級。陶瓷熱電阻 測量范圍為–200~+500℃,精度為0.3,0.15級。
超低溫?zé)犭娮?兩種碳電阻,可分別測量–268.8~253℃-272.9~272.99℃的溫度。熱敏電阻器 適于在高靈敏度的微小溫度測量場合使用,經(jīng)濟性好價格便宜。
非接觸式溫度傳感有;
輻射高溫計用來測量 1000℃以上高溫,分四種,光學(xué)高溫計、比色高溫計、輻射高溫計和光電高溫計。光譜高溫計 前蘇聯(lián)研制的YCI—I型自動測溫通用光譜高溫計,其測量范圍為400~6000℃,它是采用電子化自動跟蹤系統(tǒng),保證有足夠準(zhǔn)確的精度進行自動測量。
超聲波溫度傳感器特點是響應(yīng)快(約為10ms左右),方向性強。目前國外有可測到5000℉的產(chǎn)品。激光溫度傳感器適用于遠程和特殊環(huán)境下的溫度測量。最高溫度可達8000℃,專門用于核聚變研究。
百度百科--溫度傳感器
4、請問什么是溫度傳感器原理?溫度傳感器原理的意義又是什么呢?
上次我們在學(xué)習(xí)物理 課的時候,剛好老師有上過這個課程, 說個不錯的知識,現(xiàn)在分享 給大家,以前沒有聽這個課的時候,也不知道它的含義是什么:現(xiàn)在我們來解釋下,友情提醒:有需要 幾個地方 注意的是:什么是溫度傳感器的工作原理?溫度傳感器的原理大致有如下幾類 一.熱膨脹 1. 金屬熱膨脹傳感器 金屬在環(huán)境溫度變化后會產(chǎn)生一個相應(yīng)的延伸,因此傳感器可以以不同方式對這種反應(yīng)進行信號轉(zhuǎn)換. 例子: 雙金屬片式傳感器 雙金屬片由兩片不同膨脹系數(shù)的金屬貼在一起而組成,隨著溫度變化,材料A比另外一種金屬 膨脹程度要高,引起金屬片彎曲.彎曲的曲率可以轉(zhuǎn)換成一個輸出信號. 通常的表盤指針式的室內(nèi)溫度計也是用的這種原理. 雙金屬桿和金屬管傳感器 隨著溫度升高,金屬管(材料A)長度增加,而不膨脹鋼桿(金屬B)的長度并不增加,這樣由于位置的改變,金屬管的線性膨脹就可以進行傳遞.反過來,這種線性膨脹可以轉(zhuǎn)換成一個輸出信號. 2. 液體和氣體的變形曲線設(shè)計的傳感器 在溫度變化時,液體和氣體同樣會相應(yīng)產(chǎn)生體積的變化. 多種類型的結(jié)構(gòu)可以把這種膨脹的變化轉(zhuǎn)換成位置的變化,這樣產(chǎn)生位置的變化輸出(電位計、感應(yīng)偏差、擋流板等等). 二.熱電阻 金屬隨著溫度變化,其電阻值也發(fā)生變化. 對于不同金屬來說,溫度每變化一度,電阻值變化是不同的,而電阻值又可以直接作為輸出信號. 三.熱電偶 原理是熱電效應(yīng). 任何導(dǎo)體(金屬)被施加熱梯度時都會產(chǎn)生電壓.現(xiàn)在這種現(xiàn)象被稱為熱電效應(yīng)或“Seebeck效應(yīng)”.若要測量這個電壓,必須把“熱”端連到另一導(dǎo)體上.增加的導(dǎo)體也會經(jīng)歷熱梯度,自身也會產(chǎn)生一個電壓,并與原來的電壓抵消. 幸運的是,熱電效應(yīng)中電壓的大小取決于金屬的種類.在電路中使用不同的金屬會產(chǎn)生不同的電壓,這個電壓被稱為熱電勢,因此存在一個很小的電壓差值可以被測量,這個差值隨溫度的升高而增大.對于目前常用的金屬組合,這個差值通常在1到大約70微伏每攝氏度之間. 熱電偶由兩個不同材料的金屬線組成,在末端焊接在一起.再測出不加熱部位的環(huán)境溫度,就可以準(zhǔn)確知道加熱點的溫度.由于它必須有兩種不同材質(zhì)的導(dǎo)體,所以稱之為熱電偶.不同材質(zhì)做出的熱電偶使用于不同的溫度范圍,它們的靈敏度也各不相同.熱電偶的靈敏度是指加熱點溫度變化1℃時,輸出電位差的變化量. 由于熱電偶溫度傳感器的靈敏度與材料的粗細無關(guān),用非常細的材料也能夠做成溫度傳感器.也由于制作熱電偶的金屬材料具有很好的延展性,這種細微的測溫元件有極高的響應(yīng)速度,可以測量快速變化的過程. 一般實驗室里用來控溫的主要是熱電偶. 四.熱輻射 最常用的非接觸式測溫儀表基于黑體輻射的基本定律,稱為輻射測溫儀表. 溫度傳感器輻射測溫法包括亮度法(見光學(xué)高溫計)、輻射法(見輻射高溫計)和比色法(見比色溫度計).各類輻射測溫方法只能測出對應(yīng)的光度溫度、輻射溫度或比色溫度.只有對黑體(吸收全部輻射并不反射光的物體)所測溫度才是真實溫度.如欲測定物體的真實溫度,則必須進行材料表面發(fā)射率的修正.而材料表面發(fā)射率不僅取決于溫度和波長,而且還與表面狀態(tài)、涂膜和微觀組織等有關(guān),因此很難精確測量. 這一類工業(yè)上主要用來測控高溫物體,例如鍋爐.也用來在醫(yī)院門口或者機場火車站用來測來來往往的人的體溫.以上就是關(guān)于溫度傳感器原理方面的一些分享,希望對你有幫助!親的認可是我的最大動力哦!大家看了希望要記在腦子啊, 姐姐 打字不容易哦,如果覺得不錯的話,可以分享給你身邊的朋友??!哈哈!謝了!
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