在飛速發展的新時代,工業中溫度感測器變得越來越重要,在工業生產中,溫度是測量頻度最高的物理引數,
並且可採用各種各樣的感測器來進行測量。所有這些感測器均通過檢測某種物理特性的變化來推斷溫度。
可見在工業中對於溫度感測器的使用時十分的廣泛的。那麼,工業溫度感測器有哪些呢?
熱電偶
由兩個焊接在一起的異金屬導線(以形成兩個結點
)所組成。結點之間的溫差會在兩根導線之間產生熱電電 位
(即電壓)。
通過將參考結點保持在已知溫度上並測量該電壓,便可推斷出檢測結點的溫度。熱電偶的優點是工作溫度 範圍非常寬,
而且體積極小。不過,它們也存在著輸出電壓小、容易遭受來自導線環路的雜訊影響以及漂移較高 的缺陷。
電阻溫度計
是能夠顯示電阻值隨溫度變化情況的繞絲或薄膜螺旋管。雖然常用的金屬是銅、鎳和鎳鐵合金等,
但採用鉑製成的rtd具有最佳的線性、可重複性和穩定性。憑藉其上佳的線性和無與倫比的長期穩定性,
鉑rtd
牢固確立了自己作為溫度參考傳遞國際標準的地位。儘管薄膜鉑
rtd提供了效能匹配,但標準等級線繞電阻 則在成本、
外形尺寸和便利性方面更勝一籌。早期的薄膜鉑
rtd飽受漂移的困擾,原因是它們具有較高的表面積 與體積之比
,因而令其對汙染更加敏感。後來,薄膜隔離和封裝的改進消除了這些問題,使得薄膜
rtd一舉超越線 繞電阻和
ntc熱敏電阻
而成為溫度感測器之首選。
熱敏電阻
由金屬氧化物陶瓷組成,是低成本、靈敏度最高的溫度感測器。同時,它們也是線性最差的溫度感測器,並 具有負溫度係數。
通常將兩個熱敏電阻組合起來使用,以使輸出具有較好的線性。雖然可提供1%的精確互換性,但花費的成 本往往要高於鉑
rtd。
普通的熱敏電阻可在有限的工作溫度範圍內呈現出上佳的電阻穩定性,而在較寬的溫度範圍內工作時則表現 出中等水平的穩定性。
綜上我們知道了,最常用的三種溫度感測器是熱電偶、電阻溫度計和ntc熱敏電阻三種,隨著常用溫度感測 器的不斷的使用
工業生產在工業過程,它們是實用技術的一部分,究竟採用何種?是要根據實際專案的情況作出 選擇,那樣才能夠讓溫度感測器
更好的服務工業生產。
在溫度出現
階躍變化時,
熱電阻的輸出變化至相當於該階躍變化的50%所需要的時間為熱響應時間,用τ0.5表示。其熱響應時間受感溫
元件,保護管材質和
直徑的影響較大。當使用普通鉑感溫元件,
不鏽鋼保護套管直徑為φ12mm時,τ0.5﹤45s,φ16mm時τ0.5﹤90s。而鉑
膜元件鎧裝
式τ0.5﹤5s。
熱電偶(thermocouple)是溫度測量儀表中常用的測溫元件,其直接測量溫度,並把溫度訊號轉換成熱電動勢訊號,通過電氣儀表(二次儀表)
兩種不同成分的導體,(稱為熱電偶絲材或熱電極),兩端接合成迴路,當結合點的溫度不同時,在迴路中就會產生電動勢,這種現象稱為熱電效應
,這種電勢稱熱電勢。熱電偶就是利用這種原理進行溫度測量的,其中,直接測量溫度的一端稱工作端,(也稱測量端),另一端稱冷端,也叫補償端,
冷端與顯示儀表或配套儀表連線,顯示儀表會指出熱電偶產生的熱電勢。
熱電偶實際上是乙個能量轉換器,將熱能轉換為電能,用所產生的熱電勢測量溫度,對於熱電偶的熱電勢,要注意以下問題:
熱電勢是熱電偶兩端溫度函式的差,而不是兩端溫度差的函式。
熱電偶產生的熱電勢的大小,當熱電偶的材料均勻時,與熱電偶的長度和直徑無關,只與熱電偶材料的成分和兩端的溫差有關。
當熱電偶的兩個熱電偶絲材料成分確定後,熱電偶熱電勢的大小,只與熱電偶的溫度差有關,若熱電偶的冷端的溫度保持一定,熱電偶的熱電勢
僅是工作端溫度的單值函式。
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