常用温度传感器的对比分析及选择

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(完整word版)常用温度传感器比较

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一.主题:温度传感器二.内容接触式温度传感器1.热电偶:(1)测温原理:两种不同成分的导体(称为热电偶丝或热电极)两端接合成回路,当接合点的温度不同时,在回路中就会产生电动势,这种现象称为热电效应,而这种电动势称为热电动势。

热电偶就是利用这种原理进行温度测量的,其中,直接用作测量介质温度的一端叫做工作端(也称为测量端),另一端叫做冷端(也称为补偿端);冷端与显示仪表连接,显示出热电偶所产生的热电动势,通过查询热电偶分度表,即可得到被测介质温度。

(2)测温范围:常用的热电偶从-50~+1600℃均可连续测量,某些特殊热电偶最低可测到-269℃(如金铁镍铬),最高可达+2800℃(如钨-铼)。

(3)常用热电偶型号:(4)实例:T型热电偶,测温范围-40~350℃。

2.热电阻:(1)测温原理:热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的,即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。

因此,只要测量出感温热电阻的阻值变化,就可以测量出温度。

目前主要有金属热电阻和半导体热敏电阻两类。

金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示,即:Rt=Rt0[1+α(t-t0)]式中,Rt为温度t时的阻值;Rt0为温度t0(通常t0=0℃)时对应电阻值;α为温度系数。

半导体热敏电阻的阻值和温度关系为:Rt =AeB/t式中Rt为温度为t时的阻值;A、B取决于半导体材料的结构的常数。

(2)测温范围:金属热电阻一般适用于-200~500℃范围内的温度测量,其特点是测量准确、稳定性好、性能可靠。

半导体热敏电阻测温范围只有-50~300℃左右, 且互换性较差,非线性严重,但温度系数更大,常温下的电阻值更高(通常在数千欧以上)。

(3)常用热电阻:目前应用最广泛的热电阻材料是铂和铜:铂电阻精度高,适用于中性和氧化性介质,稳定性好,具有一定的非线性,温度越高电阻变化率越小;铜电阻在测温范围内电阻值和温度呈线性关系,温度线数大,适用于无腐蚀介质,超过150℃易被氧化。

温度传感器分类及特点

温度传感器分类及特点

温度传感器分类及特点温度传感器是用于测量物体温度的设备,通常由敏感元件和转换元件组成。

根据工作原理的不同,温度传感器可以分为热电偶、热敏电阻、热电阻、热辐射传感器等。

下面将对这几种温度传感器进行详细介绍。

一、热电偶热电偶是一种常见的温度传感器,其工作原理是基于塞贝克效应(Seebeck effect)。

当两种不同材料的导体接触时,在温度差异的作用下,会在接触点产生电动势,这种现象称为塞贝克效应。

热电偶就是利用这种效应来测量温度的。

热电偶具有精度高、稳定性好、测量范围广等优点,因此在工业生产和科研领域得到广泛应用。

常用的热电偶材料有铜-镍、镍铬-镍铝等,可以根据不同的测量温度和环境选择合适的热电偶。

二、热敏电阻热敏电阻是一种半导体材料制成的温度传感器,其电阻值会随着温度的变化而变化。

热敏电阻可以分为正温度系数(PTC)和负温度系数(NTC)两种类型。

PTC热敏电阻的阻值随着温度的升高而增大,而NTC热敏电阻的阻值随着温度的升高而减小。

热敏电阻具有体积小、响应速度快、灵敏度高等优点,因此在自动控制、测温仪表等领域得到广泛应用。

同时,热敏电阻的缺点是精度较低,稳定性较差,容易受到环境因素的影响。

三、热电阻热电阻是一种金属导体材料制成的温度传感器,其电阻值会随着温度的变化而变化。

常用的热电阻材料有铜、镍、铂等。

在常温下,热电阻的阻值会随着温度的升高而增大,但在高温下,其阻值会受到金属的磁化效应影响而发生变化。

热电阻具有精度高、稳定性好、耐腐蚀等优点,因此在低温测量领域得到广泛应用。

同时,热电阻的缺点是响应速度较慢,容易受到金属导体材料本身特性的影响。

四、热辐射传感器热辐射传感器是一种利用物体辐射的热量来测量温度的传感器,其工作原理是基于普朗克辐射定律(Planck's law)。

当物体受到辐射时,其辐射的热量与物体的温度和波长有关。

热辐射传感器通过测量物体辐射的热量来推算物体的温度。

热辐射传感器具有非接触、无损、高精度等优点,因此在高温、高压、腐蚀等恶劣环境下得到广泛应用。

温度传感器型号及温度测量范围【详解】

温度传感器型号及温度测量范围【详解】

温度传感器对于环境温度的测量非常准确,广泛应用于农业、工业、车间、库房等场所。

对于温度传感器的种类非常多,不同的感温元件不同的型号,在国内比较常用的温度传感器型号有哪些呢,下面为大家简单介绍一下常用的温度传感器。

通过感温元件来分类可以大致分成铂热电阻温度传感器、热电偶温度传感器、热敏电阻温度传感器三大类。

1:铂热电阻温度传感器铂热电阻是利用铂丝的电阻值随着温度的变化而变化这一基本原理设计和制作的,按0℃时的电阻值R(℃)的大小分为10欧姆(分度号为Pt10)和100欧姆(分度号为Pt100)等,测温范围均为-200~850℃。

利用PT100铂热电阻作为感温元件的型号有铠装式、装配式、插座式、端面热电阻。

可测温度:温度范围在-200摄氏度到150摄氏度,-50摄氏度到850度。

主要应用了需要温度误差小的行业或者是精密仪器仪表。

2:热电偶温度传感器热电偶温度传感器主要是通过两根不同的金属材料焊接在一起的,主要温度发生改变,那么两端就会有不同的电势产生,通过电势的变化来得出相应的温度变化。

可测温度:zui高达到2300度,在高温段比较准用的K 型正级3:热敏电阻由金属氧化物陶瓷组成,是低成本、灵敏度zui高的温度传感器测温范围:温度范围小-50到200度左右,体积小,响应时间快。

因为价格低廉所以在很多家用电器上都被应用到了。

扩展资料:工作原理:金属膨胀原理设计的传感器:金属在环境温度变化后会产生一个相应的延伸,因此传感器可以以不同方式对这种反应进行信号转换。

双金属片式传感器:双金属片由两片不同膨胀系数的金属贴在一起而组成,随着温度变化,材料A比另外一种金属膨胀程度要高,引起金属片弯曲。

弯曲的曲率可以转换成一个输出信号。

热电偶传感:热电偶由两个不同材料的金属线组成,在末端焊接在一起。

再测出不加热部位的环境温度,就可以准确知道加热点的温度。

由于它必须有两种不同材质的导体,所以称之为热电偶。

不同材质做出的热电偶使用于不同的温度范围,它们的灵敏度也各不相同。

物理实验中常用的温度传感器及其使用方法

物理实验中常用的温度传感器及其使用方法

物理实验中常用的温度传感器及其使用方法在物理实验中,温度传感器是不可或缺的工具之一。

它能够测量物体的温度,提供重要的数据支持,帮助科学家进行实验研究。

本文将介绍一些常用的温度传感器及其使用方法,以帮助读者更好地了解这一领域。

1. 热电偶(Thermocouple)热电偶是最常见和广泛使用的温度传感器之一。

它是由两种不同金属材料组成的电偶,根据热电效应来测量温度。

当两种金属连接在一起时,在温度变化时会产生电压变化。

通过测量这个电压变化,就可以计算出温度的变化。

热电偶的使用方法相对简单。

首先,将热电偶与待测物体的接触部分连接。

然后,使用一个电压计或温度计测量电压变化,并将其转化为相应的温度值。

需要注意的是,热电偶对环境的干扰比较敏感,因此要保证实验环境的稳定性。

2. 铂电阻温度计(Platinum Resistance Thermometer)铂电阻温度计是一种基于电阻与温度之间的关系进行测量的传感器。

它使用铂金作为感测元件,根据铂电阻随温度的变化而变化来测量温度。

使用铂电阻温度计时,首先需要将它与待测物体接触的部分固定。

然后,将一个稳定的电流通过铂电阻,测量电阻的变化。

通过已知的电阻-温度关系,可以得出相应的温度值。

铂电阻温度计具有较高的精度和稳定性,广泛应用于工业和科学领域。

然而,它的价格较高,所以在一些低成本的实验中可能不太适用。

3. 热敏电阻(Thermistor)热敏电阻是一种电阻随温度变化而变化的传感器。

它通常由陶瓷或半导体材料制成,灵敏度较高。

热敏电阻主要分为正温度系数(PTC)和负温度系数(NTC)两种类型。

使用热敏电阻时,需要将它与待测物体的接触部分连接。

然后,通过测量电阻的变化来计算温度的变化。

由于热敏电阻的电阻-温度关系是非线性的,因此需要使用特定的校准曲线来将电阻值转化为温度值。

热敏电阻在实验室和工业领域都有广泛的应用。

由于其较低的成本和高精度,它成为许多实验室中常用的温度传感器之一。

常用温度传感器

常用温度传感器

医疗健康:监测人体体温辅 助诊断疾病
农业种植:监测土壤和空气 温度优化种植环境
Prt Three
热电偶温度传感器
热电偶工作原理
热电偶由两种不同的金属或金属合金组成 当两种金属或金属合金的温度不同时会产生电压 电压的大小与温度差成正比 热电偶通过测量电压来测量温度
热电偶种类及材料
热电偶种类:K型、J型、T型、E型等 K型热电偶:镍铬-镍硅适用于高温环境 J型热电偶:铁-康铜适用于中低温环境 T型热电偶:铜-康铜适用于低温环境 E型热电偶:镍铬-康铜适用于中低温环境 热电偶材料:镍铬、镍硅、铁、康铜等
汽车电子:发动机温度监测、 空调温度控制等
Prt Six
红外线温度传感器
红外线温度传感器工作原理
红外线辐射: 物体温度越高 辐射的红外线
越多
传感器接收: 红外线温度传 感器接收物体 辐射的红外线
信号处理:传 感器将接收到 的红外线信号 转换为电信号
显示温度:将 电信号处理后 显示为物体温

红外线温度传感器种类及特点
热敏电阻工作原理
热敏电阻是一种半导体器件其电阻随温度变化而变化 热敏电阻的电阻随温度升高而减小随温度降低而增大 热敏电阻的电阻变化率与温度变化率成正比 热敏电阻的电阻变化率可以通过测量电阻值来计算从而得到温度值
热敏电阻种类及材料
正温度系数热敏电阻(PTC):由半导体材料制成电阻随温度升高而增大 负温度系数热敏电阻(NTC):由金属氧化物制成电阻随温度升高而降低 临界温度系数热敏电阻(CTR):由半导体材料制成电阻随温度升高而减小 热敏电阻材料:包括陶瓷、金属氧化物、半导体等
红外线温度传感器应用场景及注意事项
应用场景:工业生产、医 疗健康、环境监测等领域

温度传感器分类与特点

温度传感器分类与特点

温度传感器分类与特点1.热电阻温度传感器(RTD):热电阻温度传感器是一种基于电阻值随温度变化的原理工作的传感器。

常见的热电阻材料有铂(Pt100、Pt1000)、镍(Ni100、Ni1000)等。

热电阻温度传感器具有较高的精度、较宽的测量范围和较好的线性特性。

但是,它们的响应时间较慢,对环境干扰较为敏感。

2.热敏电阻温度传感器(NTC):热敏电阻温度传感器是一种采用热敏电阻材料工作的传感器,其电阻值随温度变化。

常见的热敏电阻材料有氧化锡(SnO2)、氧化镁(MgO)等。

热敏电阻温度传感器具有较高的灵敏度和较低的成本,适用于大量应用场合。

但是,由于其非线性特性,需要进行校准和补偿,测量精度相对较低。

3.热电偶温度传感器:热电偶温度传感器是基于两种不同金属的电动势随温度变化的原理工作的传感器。

常见的热电偶有铜-铜镍(Type T)、铁-铜镍(Type J)等。

热电偶温度传感器具有较大的测量范围、良好的线性特性和较快的响应速度。

但是,由于热电偶两端的接触材料不同,容易受到外界电磁干扰的影响。

4.热电堆温度传感器:热电堆温度传感器是一种由多个热电偶组成的传感器,用于测量较高温度下的温度变化。

热电堆温度传感器具有较高的测量精度和较大的温度范围,适用于高温环境。

但是,由于需要多个热电偶的组合,造成了较高的成本。

5.红外温度传感器:红外温度传感器是一种基于物体放射出的红外线辐射功率与其温度成正比的原理工作的传感器。

红外温度传感器具有非接触式测量、快速响应和长测量距离等特点。

但是,其测量精度受到环境因素的影响较大,同时需要针对不同物体进行校准。

总的来说,不同类型的温度传感器各具特点,适用于不同的应用场合。

选择合适的温度传感器需要根据测量范围、精度要求、响应速度以及环境干扰等因素综合考虑。

一文看懂温度传感器的种类及优缺点

一文看懂温度传感器的种类及优缺点

一文看懂温度传感器的种类及优缺点(温度传感器)是温度测量仪表的核心部分,品种繁多,按测量方式可分为接触式和非接触式两大类。

接触式温度传感器接触式温度传感器的(检测)部分与被测对象有良好的接触,通过传导或对流达到热平衡,从而使温度计的示值能直接表示被测对象的温度。

一般测量精度较高。

在一定的测温范围内,温度计也可测量物体内部的温度分布。

但对于运动体、小目标或热容量很小的对象则会产生较大的测量误差。

常用的接触式温度传感器有双金属温度计、玻璃液体温度计、压力式温度计、电阻温度计、热敏电阻和温差电偶等。

非接触式温度传感器非接触式温度传感器与被测对象互不接触,可用来测量运动物体、小目标和热容量小或温度变化迅速(瞬变)对象的表面温度,也可用于测量温度场的温度分布。

最常用的非接触式温度传感器的(工作原理)是基于黑体辐射基本定律的辐射测温法。

辐射测温法包括亮度法(见(光学)高温计)、辐射法(见辐射高温计)和比色法(见比色温度计)。

各类辐射测温方法只能测出对应的光度温度、辐射温度或比色温度。

只有对黑体(吸收全部辐射并不反射光的物体)所测温度才是真实温度。

而材料表面发射率不仅取决于温度和波长,而且还与表面状态、涂膜和微观组织等有关,因此很难精确测量。

其中(红外)测温(传感器)是特别常见的一种。

红外传感器接收到物体发出的能量后,通过其光学系统,可将红外能量转换成电(信号),然后将其转换为温度值。

生活中常见四大温度传感器温度传感器是最常用的传感器之一,所有类型的设备都使用温度传感器,包括计算机,汽车,厨房用具,空调和家用恒温器。

最常见的温度传感器主要分四种,包括热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)和IC温度传感器,其中IC温度传感器又包括(模拟)输出和数字输出两种类型。

4类常见温度传感器特性,来源:(Digi-Key)在(工业)设施内,90%以上甚至更多的温度监测都由热电阻(RTD)和热电偶(T/C)完成。

热电偶:测温范围广,便宜热电偶由两条不同材料的金属线组成,在末端焊接在一起,组成回路。

各种负温度系数NTC热敏电阻-温度传感器技术参数详解与选型

各种负温度系数NTC热敏电阻-温度传感器技术参数详解与选型

各种负温度系数NTC热敏电阻-温度传感器技术参数详解与选型负温度系数(NTC)热敏电阻是一种能够根据温度的变化而产生相应变化的电阻器件。

下面将从技术参数和选型两个方面详细介绍NTC热敏电阻。

一、技术参数:1.温度系数:温度系数是指在一定温度范围内,热敏电阻的电阻值与温度变化之间的关系。

NTC热敏电阻的温度系数通常为负值,即随着温度的升高,电阻值减小。

常用的NTC热敏电阻温度系数有-3,000 ppm/℃和-4,200 ppm/℃等。

2.额定阻值:额定阻值是指在标准温度下,热敏电阻的电阻值。

常用的额定阻值有10KΩ、100KΩ等。

3.工作温度范围:工作温度范围是指热敏电阻所能正常工作的温度范围。

要根据具体的应用环境和需求选择合适的工作温度范围。

4.热时间常数:热时间常数是指热敏电阻在温度变化时响应的时间。

热时间常数越小,则响应速度越快。

5.精度:精度是指热敏电阻在额定温度下的电阻值与标准值之间的误差。

常见的精度等级有±1%、±3%等。

二、选型:1.根据需要测量的温度范围选择合适的温度系数:在选择NTC热敏电阻时,要根据所需测量的温度范围来选择合适的温度系数。

一般来说,-3,000 ppm/℃的NTC热敏电阻适用于宽温度范围的测量,而-4,200 ppm/℃的NTC热敏电阻适用于较窄的温度范围。

2.根据应用环境选择合适的工作温度范围:在选择NTC热敏电阻时,要根据应用环境的温度范围来选择合适的工作温度范围。

确保选择的NTC热敏电阻能够在应用环境下正常工作。

3.根据响应速度选择合适的热时间常数:在选择NTC热敏电阻时,要根据应用需求来选择合适的热时间常数。

如果需要快速响应的温度传感器,应选择具有较小热时间常数的NTC热敏电阻。

4.根据精度要求选择合适的精度等级:如果应用对测量精度要求较高,则应选择具有较高精度等级的NTC热敏电阻。

综上所述,选择合适的NTC热敏电阻应考虑其技术参数,如温度系数、额定阻值、工作温度范围、热时间常数和精度等,以满足具体应用的需求。

常用测温方案对比以及数字温度传感器的优势

常用测温方案对比以及数字温度传感器的优势

D-NTC ™系列数字温度传感器NST1001应用指南 温度传感器种类繁多,应用也极为广泛,在我们日常所需的汽车、消费电子、家用电器等产品上都存在一个至数个温度传感器。

较比其他种类传感器,温度传感器出现的最早,相继出现了热电偶传感器、RTD 铂电阻和集成半导体温度传感器等多种温度传感器,并且随着技术的发展,新型温度传感器还在不断涌现。

本文要介绍的就是一种新型的温度传感器——纳芯微电子D-NTC ™系列高精度双引脚数字脉冲输出温度传感器芯片NST1001。

这里会介绍它的产品特性和应用电路,让大家全面了解下这款革命性的数字测温产品。

常用测温方案对比温度传感器的使用非常广泛,大到工业过程控制中的温度变送器,小到家庭必备的电子体温计都需要通过温度传感器来实现温度检测,但在这些应用场景中,所采用的测温方案是不同的。

根据测温原理,测温方案主要有如下几大类:• 热电偶• 铂电阻RTD•热敏电阻NTC•CMOS 温度传感器图1:不同种类的测温方案热电偶温度范围最宽,可达-200℃~2000℃,使用时需要外部参考端,较为复杂。

铂电阻RTD 精度高,范围范围也比较宽,但成本较高,外围电路复杂。

NTC 热敏电阻成本较低,但精度有限,本身具有温度系数大和非线性输出的特点。

CMOS 温度传感器又称为IC 温度传感器,包括模拟输出和数字输出两种类型。

与上述三种温度传感器相比,CMOS 温度传感器具有非常高的线性度,低系统成本,功能集成度高,外围简单,能支持数字输出,主要缺点是测温范围一般集中在-40℃~125℃,较为局限。

用一张图表来对比,更加直观:NST1001G N D N C D Q表1:几种常见测温方案对比通过以上对比,大家已经了解了几种测温方案的差异,这些差异也决定了不同的应用场景。

热电偶和RTD两种方案测温范围宽,使用复杂,所以基本局限在工业应用。

热敏电阻NTC因为低成本和相对易于使用的优点使其应用非常广泛,例如汽车上的水温、油温、发动机进气温度、缸内温度到尾气温度,家电和小家电中的空调、冰箱电饭煲等等这些都是NTC的主战场,物联网应用中的环境温度测量、水温探头,电子体温计等也都是采用以NTC为主的测温方案。

温度传感器选用指南

温度传感器选用指南

温度传感器选用指南
在大多数状况下,对温度传感器的选用,需考虑以下几个方面的问题:
(1) 被测对象的温度是否需记录、报警和自动掌握,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,使用是否便利。

温度传感器的选择主要是依据测量范围。

当测量范围估计在总量程之内,可选用铂电阻传感器。

较窄的量程通常要求传感器必需具有相当高的基本电阻,以便获得足够大的电阻变化。

热敏电阻所供应的足够大的电阻变化使得这些敏感元件特别适用于窄的测量范围。

假如测量范围相当大时,热电偶更适用。

最好将冰点也包括在此范围内,由于热电偶的分度表是以此温度为基准的。

已知范围内的传感器线性也可作为选择传感器的附加条件。

响应时间通常用时间常数表示,它是选择传感器的另一个基本依据。

当要监视贮槽中温度时,时间常数不那么重要。

然而当使用过程中必需测量振动管中的温度时,时间常数就成为选择传感器的打算因素。

珠型热敏电阻和铠装露头型热电偶的时间常数相当小,而浸入式
探头,特殊是带有爱护套管的热电偶,时间常数比较大。

动态温度的测量比较简单,只有通过反复测试,尽量接近地模拟出传感器使用中常常发生的条件,才能获得传感器动态性能的合理近似。

盘点四种常用的温度传感器

盘点四种常用的温度传感器

盘点四种常用的温度传感器温度传感器是利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为电量的传感器。

温度传感器是温度测量仪表的核心部分,品种繁多。

按测量方式可分为接触式和非接触式两大类,按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。

设计中最常用的温度传感器有:热电偶传感器、热敏电阻传感器、铂电阻传感器(RTD)、集成(IC)温度传感器。

下图给出代表性的实物照片。

1. 热电偶传感器热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过,此时两端之间就存在电动势——热电动势,由该原理可知热电偶的一个优势是其无需外部供电。

另外,热电偶还有测温范围宽、价格便宜、适应各种大气环境等优点,但其缺点是测量精度不高,故在高精度的测量和应用中不宜使用热电偶。

热电偶两种不同成份的材料连接是标准的,根据采用材料不同可分为K型热电偶、S型热电偶、E型热电偶、N型热电偶、J 型热电偶等等。

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。

按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻(PTC)和负温度系数热敏电阻(NTC)。

正温度系数热敏电阻(PTC)在温度越高时电阻值越大,负温度系数热敏电阻(NTC)在温度越高时电阻值越低,它们同属于半导体器件,被广泛应用于各种电子元器件中。

热敏电阻通常在有限的温度范围内可实现较高的精度,通常是-90℃〜130℃。

3. 铂电阻传感器铂电阻,又称为铂热电阻,它的阻值会随着温度的变化而改变。

并且铂电阻阻值会随着温度的升高匀速有规律的变大。

铂电阻可分为PT100和PT1000等系列产品,PT100即表示它在0℃时阻值为100欧姆,PT1000即表示它在0℃时阻值为1000欧姆。

铂电阻具有抗振动、稳定性好、准确度高、耐高压等优点,被广泛应用于医疗、电机、工业、温度计算、卫星、气象、阻值计算等高精温度设备中。

4. 集成(IC)温度传感器集成(IC)温度传感器是将温度传感器集成在一个芯片上、可完成温度测量及信号输出功能的专用IC。

温度传感器的选型技巧

温度传感器的选型技巧

2008 NO.32Science and Technology Innovation Herald技 术 创 新1 不同材料制成的温度传感器依据制作温度传感器采用材料的不同,常用的温度传感器有热电偶、热电阻、NTC热敏电阻、半导体温度传感器等。

1.1 热电偶温度传感器热电偶由两种特定的金属材料(如铂铑)结合后制成,测温范围一般在-184~2300℃。

热电阻是由一种特定的金属材料 (如铂等)制成的,测温范围一般在-200~850℃。

以上两种温度传感器测温范围宽、可以在高温场合工作、体积较大、成本较高。

1.2 NTC热敏电阻温度传感器NTC热敏电阻即负温度系数热敏电阻。

它由Mn-Co-Ni-Fe-Cu等过渡金属氧化物的2-4种组成,采用陶瓷工艺烧结而成。

测温范围一般在-55~300℃。

NTC热敏电阻阻值随温度的变化符合指数规律,其最大的缺点也在于它的非线性,一般需要经过线性化处理,使输出电压与温度之间基木上成线性关系。

NTC热敏电阻温度传感器的一致性和互换性较差。

1.3 半导体温度传感器半导体温度传感器的温度检测依据是PN结正向电压和温度的关系。

其测温范围一般在-55~150℃。

半导体温度传感器很容易制成集成温度传感器。

与热电偶、热电阻、热敏电阻等其它温度传感器相比,半导体温度传感器具有灵敏度高、线性度好、响应速度快等特点。

另外,它将驱动电路、信号处理电路以及必要的逻辑控制电路集成在单片IC上,有尺寸小、使用方便等特点。

2 不同信号输出方式的温度传感器根据温度传感器的输出信号方式,可以分为模拟温度传感器、逻辑温度传感器和数字温度传感器。

2.1 模拟温度传感器模拟温度传感器输出模拟信号(电压或电流)。

模拟信号必须经过专门的接口电路,转换成数字信号后才能由微处理器进行处理。

电压输出温度传感器主要特点是电源电压和电流比较低,在传输线路电压降和电压噪声不是主要考虑因素时,其电压输出直接成为控制系统和数据采集系统的输入。

温度传感器选型

温度传感器选型

温度传感器选型介绍本文档旨在为项目中需要选购温度传感器的人员提供一些指导和建议。

通过对不同类型的温度传感器进行比较和分析,帮助您做出明智的选择。

温度传感器的分类温度传感器通常根据测量原理和工作原理进行分类。

以下是常见的几种温度传感器类型:1. 热敏传感器:基于材料的电阻、电容、电压或电流与温度关系的变化来测量温度。

2. 热电偶(Thermocouple):利用热电效应将两种不同材料的热电动势转化为温度。

3. 红外线温度传感器:通过检测物体发出的热辐射来测量温度。

4. 温度传感器芯片:集成度高,体积小,精度高,适用于需要高精度测量的场合。

选型指南在选型过程中,需考虑以下几个关键因素:1. 测量范围和精度首先,确定所需的温度测量范围和精度。

不同的项目对温度的要求不同,因此需要找到适合项目需求的传感器。

2. 工作环境和材料考虑传感器是否适应项目的工作环境,例如温度、湿度、腐蚀性等因素。

同时,还需评估材料的可靠性和耐用性,确保传感器在长期使用中能够正常工作。

3. 接口和通讯协议根据项目的需求,选择合适的接口和通讯协议。

常见的接口类型包括模拟输出、数字接口(如I2C、SPI)等。

确保传感器可以与项目中的其他设备进行良好的连接和通讯。

4. 供电需求了解传感器的供电需求,包括电压、电流和功耗等。

确保项目中的供电系统能够提供足够的电力支持传感器的正常工作。

5. 价格和供应链最后,考虑传感器的价格和供应链情况。

寻找可靠的供应商和厂家,确保传感器的价格合理且能长期供应。

常见温度传感器推荐根据以上选型指南,以下是几种常见的温度传感器推荐:1. DS18B20:数字温度传感器,适用于数字化系统,精度高,价格较为合理。

2. LM35:模拟温度传感器,简单易用,精度较高。

3. AM2320:数字温湿度传感器,可同时测量温度和湿度,适用于对环境要求较高的项目。

以上推荐仅供参考,具体选型还需根据项目要求进行评估和比较。

总结通过认真考虑温度范围、精度、工作环境、接口、供电需求、价格和供应链等因素,我们可以选择到适合项目需求的温度传感器。

各种温度传感器作用、工作原理及优缺点

各种温度传感器作用、工作原理及优缺点

各种温度传感器作用、工作原理及优缺点温度测量应用非常广泛,不仅生产工艺需要温度控制,有些电子产品还需对它们自身的温度进行测量,如计算机要监控CPU的温度,马达控制器要知道功率驱动IC的温度等。

温度是实际应用中经常需要测试的参数,从钢铁制造到半导体生产,很多工艺都要依靠温度来实现,温度传感器是应用系统与现实之间的桥梁。

热敏电阻器:用来测量温度的传感器种类很多,热敏电阻器就是其中之一。

许多热敏电阻具有负温度系数(NTC),也就是说温度下降时它的电阻值会升高。

在所有被动式温度传感器中,热敏电阻的灵敏度(即温度每变化一度时电阻的变化)最高,但热敏电阻的电阻/温度曲线是非线性的。

表1是一个典型的NTC热敏电阻器性能参数。

这些数据是对Vishay-Dale热敏电阻进行量测得到的,但它也代表了NTC热敏电阻的总体情况。

其中电阻值以一个比率形式给出(R/R25),该比率表示当前温度下的阻值与25℃时的阻值之比,通常同一系列的热敏电阻器具有类似的特性和相同电阻/温度曲线。

以表1中的热敏电阻系列为例,25℃时阻值为10KΩ的电阻,在0℃时电阻为28.1KΩ,60℃时电阻为4.086KΩ;与此类似,25℃时电阻为5KΩ的热敏电阻在0℃时电阻则为14.050KΩ。

图1是热敏电阻的温度曲线,可以看到电阻/温度曲线是非线性的。

虽然这里的热敏电阻数据以10℃为增量,但有些热敏电阻可以以5℃甚至1℃为增量。

如果想要知道两点之间某一温度下的阻值,可以用这个曲线来估计,也可以直接计算出电阻值,计算公式如下:这里T指开氏绝对温度,A、B、C、D是常数,根据热敏电阻的特性而各有不同,这些参数由热敏电阻的制造商提供。

热敏电阻一般有一个误差范围,用来规定样品之间的一致性。

根据使用的材料不同,误差值通常在1%至10%之间。

有些热敏电阻设计成应用时可以互换,用于不能进行现场调节的场合。

例如:一台仪器,用户或现场工程师只能更换热敏电阻而无法进行校准,这种热敏电阻比普通的精度要高很多,也要贵得多。

常用温度传感器的对比分析及选择

常用温度传感器的对比分析及选择

常用温度传感器的对比分析及选择常用的温度传感器有热电偶、热电阻和智能温度传感器。

这些传感器在测量温度方面有各自的特点和适应场景。

以下是对这些传感器的对比分析及选择建议。

热电偶是最常用的温度传感器之一、它由两种不同金属的导线焊接在一起组成,当温度发生变化时,导线间会产生电压差。

热电偶具有广泛的温度范围,可以适应从低温到高温的环境。

它的优点是响应速度快、稳定性好和抗干扰能力强。

然而,热电偶也存在一些缺点,例如需要外部电源供电、准确性相对较低和易受外界电磁干扰等。

热电阻是另一种常用的温度传感器。

它使用电阻值的变化来测量温度。

热电阻的最常见类型是铂电阻,具有较高的准确性和稳定性。

热电阻在低温范围内具有较好的性能,并且对温度变化的响应速度较快。

然而,热电阻的优点也带来了它的一些限制,例如价格相对较高、响应速度相对较慢和不适用于超高温环境等。

智能温度传感器是近年来兴起的一种新型温度传感器。

它采用数字技术和微处理器,可以实现更精确的温度测量和数据处理。

智能温度传感器通常具有高准确性、灵敏度和可靠性,并且具有数据存储和通信功能。

这些传感器可以适用于各种应用场景,例如医疗、环境监测和工业控制等。

然而,智能温度传感器的价格相对较高,而且在极端温度环境和高电磁干扰环境下的表现可能略有不足。

在选择温度传感器时,需要综合考虑以下几个因素:1.测量范围:根据实际需求确定温度范围,选择能够适应所需范围的传感器。

2.精确度:根据应用场景的要求选择合适的传感器精确度,例如工业控制领域通常需要较高的精确度。

3.响应速度:根据测量要求选择响应速度较快的传感器,特别是在需要实时监测的应用场景中。

4.价格:根据预算限制选择适当的传感器,智能温度传感器通常价格较高。

5.环境适应性:考虑传感器在环境条件下的性能,例如抗干扰能力、适应高温或低温环境等。

综上所述,选择合适的温度传感器应根据实际应用需求进行综合考虑。

热电偶具有快速响应、广泛适应性等特点;热电阻具有高准确性、稳定性和低温性能等特点;智能温度传感器具有高精确度、数据处理和通信功能等特点。

常用温度传感器的对比分析及选择

常用温度传感器的对比分析及选择

常用温度传感器的对比分析及选择大致的要点:1.温度传感器概述:应用领域,重要性;2.四种主要的温度传感器类型的横向比较3.热电偶传感器4.热电阻传感器5.热敏电阻传感器6.集成电路温度传感器以及典型产品举例7.温度传感器的正确选择及应用在各种各样的测量技术中,温度的测量可能是最为常见的一种,因为任何的应用领域,掌握温度的确切数值,了解温度与实际状态之间的差异等,都具有极为重要的意义。

就以测量为例,在力的测量,压力,流量,位置及电平高低等测量的过程中,为了提高测量精度,通常都会要求对温度进行监视,如压力或力的测量,往往是使用惠斯登电阻电桥,但组成电桥的电阻随温度变化引起的误差,往往会大大超过待测力引起的电阻值变化,如不对温度进行监控并据此校正测量结果,则测量完全不可能进行或者毫无效果。

其他参数测量也有类似问题,可以说,各种的物理量都是温度的函数,要得到精确的测定结果,必须针对温度的变化,作出精确的校正。

本文就是帮助读者针对特定的用途,选择最为合适的温度传感器,并进行精确的温度测量。

工业上常用的温度传感器有四类:即热电偶、热电阻RTD、热敏电阻及集成电路温度传感器;每一类温度传感器有自己独特的温度测量范围,有自己适用的温度环境;没有一种温度传感器可以通用于所有的用途:热电偶的可测温度范围最宽,而热电阻的测量线性度最优,热敏电阻的测量精度最高。

表1是四类传感器的各自独特的性能特性及相互比较。

表2是四类传感器的典型应用领域。

热电偶--通用而经济热电偶由二根不同的金属线材,将它们一端焊接在一起构成,如图1所示;参考端温度(也称冷补偿端)用来消除铁-铜相联及康铜-铜联接端所贡献的误差;而两种不同金属的焊接端放置于需要测量温度的目标上。

两种材料这样联接后会在未焊接的一端产生一个电压,电压数值是所有联接端温度的函数,热电偶无需电压或电流激励。

实际应用时,如果试图提供电压或电流激励反而会将误差引进系统。

鉴于热电偶的电压产生于两种不同线材的开路端,其与外界的接口似乎可通过直接测量两导线之间的电压实现;如果热电偶的的两端头不是联接至另外金属,通常是铜,那末事情真会简单至此。

温度传感器的选用要点

温度传感器的选用要点

温度传感器的选用要点温度传感器是测量物体表面温度的一种传感器,其应用非常广泛。

在工业生产中,温度传感器的正确选用和使用,能够保证产品的质量,提高工作效率。

本文将分享温度传感器的选用要点,以便各行各业能够更好地应用温度传感器。

1. 温度范围在选用温度传感器时,首先需要考虑的是温度范围。

不同种类的温度传感器可测量的温度范围有所不同。

例如,铂电阻温度传感器可测量的温度范围为-200℃至+850℃,而热电偶则可测量的温度范围为-270℃至+2000℃。

因此,在选用温度传感器时,必须明确需要测量的温度范围,以便选择合适的传感器。

2. 精度传感器的精度是指其输出值与实际值的偏差。

精度越高的传感器,其输出值与实际值的差距越小,因此在一些对温度精度要求较高的场合,例如医疗设备、化工实验室等,需要选择精度较高的温度传感器。

而在一些普通的工业生产环境中,目前市面上大多数的温度传感器精度均能够满足要求。

3. 响应速度响应速度是指传感器接收到外部刺激后,输出值的变化速度。

在一些需要追求高效生产的行业中,响应速度对于温度传感器的选用十分关键。

例如,锅炉系统中需要精确控制水温,而温度传感器的响应速度决定了对水温的控制精度,因此需要选择快速响应的传感器。

4. 耐用性由于温度传感器多处于恶劣的工业环境中,其需要具备耐高温、耐腐蚀等特性。

此外,一些消费类电子产品中的温度传感器,如智能手环等,则需要具备较好的耐用性,以保证产品能够稳定地运行。

在选用温度传感器时,必须考虑其耐用性,以便确保其在工作中不易损坏。

5. 安装方式温度传感器的安装方式有多种,如贴片式、插栓式、钩口式等。

对于不同的环境和实际使用情况,需要选择不同的安装方式。

例如,在热处理生产中,常用的是贴片式温度传感器,而在机械加工行业中,常用的则是插栓式温度传感器。

因此,在选用温度传感器时,需要考虑其安装方式是否符合实际需求。

6. 成本温度传感器的成本是其选用时需要考虑的一个重要因素。

国产珠状温度传感器对比分析

国产珠状温度传感器对比分析
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温度传感器的测温范围及应用条件

温度传感器的测温范围及应用条件

温度传感器的测温范围及应用条件温度传感器是一种测量环境温度的设备,根据工作原理不同,其测温范围和应用条件也有所不同。

下面将针对几种常见的温度传感器进行介绍。

1. 热电阻温度传感器热电阻温度传感器利用热电阻材料的电阻随温度的变化特性来测量温度。

常见的热电阻材料有铂、铜、镍等。

其中,铂热电阻是最常用的材料之一,其测温范围通常为-200至+1000。

应用条件要求传感器与被测体保持良好的接触,避免外部介质或辐射对温度测量的影响。

2. 热敏电阻温度传感器热敏电阻温度传感器利用热敏电阻材料的电阻随温度的变化特性来测量温度。

常见的热敏电阻材料有氧化铁、氧化铜等。

热敏电阻的测温范围较狭窄,一般介于-50至+200之间。

应用条件要求传感器与被测体的表面充分接触,并保持稳定。

3. 热电偶温度传感器热电偶温度传感器是一种利用两个不同金属在不同温度下产生的热电势来测量温度的设备。

常见的热电偶材料有铂铑合金(Pt-Rh)、铜镍合金等。

热电偶的测温范围广,可以达到-200至+2300。

应用条件要求传感器的接点与被测体紧密结合,以确保精确的温度测量。

4. 红外线温度传感器红外线温度传感器是一种利用物体辐射的红外能量来测量温度的设备。

它可以在无需接触被测体的情况下进行测温。

红外线温度传感器的测温范围和精度根据不同的型号和应用场景而有所不同。

例如,一般工业应用中的红外线温度传感器可以测量-40至+550范围内的温度。

应用条件要求传感器与被测体之间没有遮挡物,以保证红外辐射能够准确地被探测到。

需要注意的是,不同温度传感器的测温范围和应用条件也会受到传感器本身的性能和精度等因素的影响。

因此,在选择和使用温度传感器时,需要对具体的应用场景和要求进行综合考虑,以确保测量结果的准确性和可靠性。

温度传感器的相关选择介绍

温度传感器的相关选择介绍

温度传感器的相关选择介绍温度传感器是一种用于测量温度的设备,它能将温度转化为电信号输出,广泛应用于工业控制、环境监测、医疗设备等领域。

随着科技的不断发展,温度传感器的种类也越来越多,如何选择适合自己的温度传感器?本文将介绍温度传感器的种类和各自的优缺点,帮助选手选择合适的温度传感器。

接触式温度传感器接触式温度传感器是将传感部件与被测物体接触直接测量其表面温度的传感器。

常见的接触式温度传感器有热电偶和铂电阻温度传感器。

热电偶热电偶是利用两种不同金属的电势差与温差的关系,实现温度测量的一种传感器。

其优点是响应速度快、输出稳定、抗干扰能力强,可直接测量高温物体,广泛应用于炉温控制、高温热处理等场合。

缺点是精度较低,易受外界环境和工艺影响,需要定期校准。

铂电阻温度传感器铂电阻温度传感器是利用铂电阻在温度变化时的电阻变化对温度进行测量的传感器。

其优点是精度高、稳定性好、线性度好,可测量极低温度物体,广泛应用于医疗、航空、航天等领域。

缺点是价格较高,需要专业仪器进行校准。

非接触式温度传感器非接触式温度传感器是通过测量被测物体辐射出来的红外辐射来实现温度测量的传感器。

常见的非接触式温度传感器有红外温度计和热成像仪。

红外温度计红外温度计是通过测量被测物体发射出来的红外辐射,来判断其表面温度的传感器。

其优点是响应速度快、非接触测量、适用于测量表面不可接触的物体,如高温、低温、潮湿、腐蚀等环境下的物体。

缺点是受表面材料、环境气体等因素影响较大,有一定的测量误差。

热成像仪热成像仪能够将被测物体表面的红外辐射实时转换为图像,形成温度分布图。

其优点是可以同时测量多个点的温度,直观显示温度分布图,广泛应用于安防、医疗、环保等领域。

缺点是价格较高,相比其他传感器较为复杂。

结论以上介绍了常见的温度传感器种类和优缺点,要选择合适的温度传感器,需要根据实际应用的需求和工作环境来决定。

如果需要精度高的测量,可以选择铂电阻温度传感器;如果需要非接触测量,可以选择红外温度计或热成像仪;如果需要直接测量高温物体,可以选择热电偶。

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常用温度传感器的对比分析及选择大致的要点:1.温度传感器概述:应用领域,重要性;2.四种主要的温度传感器类型的横向比较3.热电偶传感器4.热电阻传感器5.热敏电阻传感器6.集成电路温度传感器以及典型产品举例7.温度传感器的正确选择及应用在各种各样的测量技术中,温度的测量可能是最为常见的一种,因为任何的应用领域,掌握温度的确切数值,了解温度与实际状态之间的差异等,都具有极为重要的意义。

就以测量为例,在力的测量,压力,流量,位置及电平高低等测量的过程中,为了提高测量精度,通常都会要求对温度进行监视,如压力或力的测量,往往是使用惠斯登电阻电桥,但组成电桥的电阻随温度变化引起的误差,往往会大大超过待测力引起的电阻值变化,如不对温度进行监控并据此校正测量结果,则测量完全不可能进行或者毫无效果。

其他参数测量也有类似问题,可以说,各种的物理量都是温度的函数,要得到精确的测定结果,必须针对温度的变化,作出精确的校正。

本文就是帮助读者针对特定的用途,选择最为合适的温度传感器,并进行精确的温度测量。

工业上常用的温度传感器有四类:即热电偶、热电阻RTD、热敏电阻及集成电路温度传感器;每一类温度传感器有自己独特的温度测量范围,有自己适用的温度环境;没有一种温度传感器可以通用于所有的用途:热电偶的可测温度范围最宽,而热电阻的测量线性度最优,热敏电阻的测量精度最高。

表1是四类传感器的各自独特的性能特性及相互比较。

表2是四类传感器的典型应用领域。

热电偶--通用而经济热电偶由二根不同的金属线材,将它们一端焊接在一起构成,如图1所示;参考端温度(也称冷补偿端)用来消除铁-铜相联及康铜-铜联接端所贡献的误差;而两种不同金属的焊接端放置于需要测量温度的目标上。

两种材料这样联接后会在未焊接的一端产生一个电压,电压数值是所有联接端温度的函数,热电偶无需电压或电流激励。

实际应用时,如果试图提供电压或电流激励反而会将误差引进系统。

鉴于热电偶的电压产生于两种不同线材的开路端,其与外界的接口似乎可通过直接测量两导线之间的电压实现;如果热电偶的的两端头不是联接至另外金属,通常是铜,那末事情真会简单至此。

但热电偶需与另外一种金属联接这一事实,实际上又建立了新的一对热电偶,在系统中引入了极大的误差,消除此误差的唯一办法是检测参考端的温度(参见图1),以硬件或硬件-软件相结合的方式将这一联接所贡献的误差减掉,纯硬件消除技术由于线性化校正的因素,比软件-硬件相结合技术受限制更大。

一般情况下,参考端温度的精确检测用热电阻RTD,热敏电阻或是集成电路温度传感器进行。

原则上说,热电偶可由任意的两种不同金属构建而成,但在实践中,构成热电偶的两种金属组合已经标准化,因为标准组合的线性度及所产生的电压与温度的关系更趋理想。

表3与图2是常用的热电偶E,J,T,K,N,S,B R的特性。

热电偶是一种高度非线性器件,需作大力线性化算法处置。

表3的西贝克系数是某种热电偶在规定温度下的平均飘移。

热电偶交货时,其性能由制造商按NIST175标准保证(此标准已被ASTM采纳),标准规定了热电偶的温度特性以及所用原材料的品质。

与热电阻RTD,热敏电阻及集成电路硅传感器相比,热电偶的非线性极其严重,因此,在电路部分,必须进行复杂的算法处理,表4所示是复杂算法的一个实例,这是K型热电偶的温度系数,可将其在0度至1372度范围内予以线性化,这些系数应用于以下方程:式中:V 是热电偶两端的电压;T 是温度另一种这些复杂计算方法的应用是在处理程序中制作一张对照表,这样一张表 4 所列的 K 型热电偶的系数计算对照表是一组 11X14 阵列的十进制数,范围为0.000 – 13.820;除此之外,热电偶由于与参考温度之间有一定的函数关系,它能确定温度的数值,(参考温度定义为热电偶导线相对其焊接端的远端端头温度,通常用热电阻RTD,热敏电阻或硅集成电路传感器测定)。

与热电阻RTD,热敏电阻相比,热电偶的热质量较小,因此其响应速度较快。

这种温度传感器由于其宽广的温度检测范围,在一些恶劣环境下几乎成为独一无二的选择。

热电偶误差分析热电偶比较其他温度传感器的成本低,结构强度大,体积小;但材料所受的任何应力,如弯曲,拉伸,压缩均可改变热梯度特性;此外,腐蚀介质可穿透其绝缘外皮,引起其热力学特性的改变,给热电偶加一保护性管壳,如陶瓷管以作高温保护是可行的,金属热阱也可提供机械保护。

热电偶电压沿两种不同金属的长度方向上存在电压降,但这并不意味着长度较短的热电偶与长度较大的热电偶相比,肯定会有不同的西贝克系数。

线材长度短,当然会使温度梯度陡峻,但从导电效应来看,线材长度较大的热电偶却有它自己的优点,这时温度梯度是会小些,但导电损失也减小;但从长导线的负面效应来看,长线材热电偶的输出电压小,增加了后续信号调理电路的负担。

除了输出信号小之外,器件的线性度差需要大额度的校准,通常是以硬件与软件实现,如以硬件实现,需要一绝对温度参考用作为冷端参考,如以软件实现,则以对照表或多项式计算以减小热电偶误差。

最后,电磁干扰会耦合进这双线系统;小线规线材可用作高温检测,寿命也会长些,但如果灵敏度成为最重要因素,则大线规线材的测量性能好些。

总起来讲,热电偶由于可测温度范围大,机械强度高,及价格低,成为温度测量的常选。

高精度系统要求的线性度及准确度,要实现并不容易。

如果精度要求更高,则应选择其他的温度传感器。

热电阻RTD--热电偶的绝对替代器件热电阻测温元件的技术在持续不断地改进,温度测量的质量在不断提高,但要真正实现高质量、高精度的温度测量系统,热电阻的器件选择仍然极为重要。

热电阻系一电阻性的元件,由金属制成,如铂,镍,铜等,所选金属必须具有可以预测的电阻值随温度变化的特性,其物理性能要易于加工制造,电阻温度系数必须足够大,使其电阻随温度的改变易于准确测量。

其他的温度检测器件,如热电偶,并不能让设计人员有一种相当线性的电阻随温度变化特性,而热电阻这种线性度极好的电阻温度特性,大大简化了信号处理电路的设计制作。

图5所示系热电阻的温度电阻特性,其中又以铂电阻在三种金属中具有最为精确、可靠的温度电阻特性。

因此,铂电阻最适于需要最高的绝对精度及重复性使用场合,它对环境的敏感度极低,与此相比,铜电阻则易产生腐蚀,长期稳定性差,而镍电阻虽然环境宽容度好,但适用温度范围较窄。

铂电阻的对温度响应的线性度好,化学惰性,容易加工制作直径较细的线材或是厚度小的箔材,铂的电阻率高于其他的热电阻材料,在电阻值相同的情况要求用材少,适于对成本考虑较强,对热响应讲究的场合。

铂电阻的热响应速度影响测量时间,它还取决于电阻的壳体及本身的尺寸情况,元件本身的尺寸小,外壳尺寸也可做得小些,一般地说,铂热电阻的响应速度要比以半导体制作的温度传感器响应快。

热电阻在摄氏零度的绝对电阻数值范围很大,可以由用户规定,如铂电阻的标准电阻为100欧,但也有50, 100, 200, 500 1000 or 2000 等阻值。

前已经述及,热电阻是以绝对法测量温度的,而不是象热电偶测的是相对两端之差,因此,任何其他的传感器无助于改善热电阻的测量精度。

多数情况下,热电阻无需作线性化处理,表6所示是一套100欧姆热电阻的温度电阻特性,当温度从0度变化到100度时,其电阻的变化量为:与此同时,表中还以为单位,列出了铂电阻在其工作温度范围内电阻值的变化精度。

就本文论及的热电阻而言,铂电阻是线性精度最好的,其线性化方程中只能两个系数。

R t=R0(1+At+Bt2) 温度(0℃ to 859℃)之间;R t=R0(1+At+Bt2) +C(t-100t3) 温度(-200℃ to 0℃)之间;式中:R t为热电阻在测定温度下的电阻值;t为待测定的温度;R0为0度时热电阻的电阻值;A,B和C 是经实验测定的校正系数;这些方程是经五次迭代后求解的,从而可以将求解精度达到±0.001℃的精度。

热电阻的误差分析除表6所示的元件初始误差外,还有其他的误差源会影响热电阻温度传感器的总精度,器件应用时的机械缺陷,如线材的弯曲,使用中不慎产生的冲击,器件受热膨胀时由于外壳的收缩所引起的应力,以及震动等,均会对传感器的测量重复性产生长周期的影响。

以上所述的机械应力会影响热电阻的稳定性,信号调理,增益,对输出信号的数字化等电气设计也可影响热电阻的精度,其中的一项是激励电流对热电阻的加热效应,因为热电阻需要用激励电流才能将电阻的变化转换为电压,人们希望流过电阻的激励电流大些,以使输出信号大大高于系统的噪声电平,但这样做的负面效应传感器会自行发热,因为电流与电阻产生了热功率使器件温度升高,而这一温升又使电阻增加。

如已知器件的热阻,激励电流数值,以及热电阻的阻值,上述误差很容易计算。

例如,如器件的热阻为50℃/W,热电阻名义值为250Ω,激励电流为5毫安,则因生热而产生的温升△℃为这一实例说明了将激励电流选择得尽可能小,如小于1毫安的重要性。

第二项误差源是与器件连接的往返引线,将器件连接至电路的其余部分系一极为重要的一环,有三种形式可考虑采用:图3所示二线方式是最为经济的,但激励电流同埋流经引线及热电阻二者,引线之一部分与热电阻一起暴露于同温度下,引线电阻随温度的变化成为一个重要问题,例如,设引线用的是5号铜丝,长度为50米(引线电阻为1.028Ω/km),则往返两股导线使热电阻增加0.1028Ω,对100欧姆名义电阻而言,所引起的测量误差在零度时为0.26度,对整个测量产生非线性,图3所示这一精度较差的二导线引线方式可有效地改在三线或四线方式,以完全消除导线引入的误差。

热敏电阻-温度测量精度最高如高精度成为至高无上关注要点,则温度传感器应选热敏电阻类,它有两个品种,一是负温度系数NTC,二是正温度系数PTC, 前者是陶瓷制品,由过渡属元素(如锰,钴,铜,镍等)的金属氧化物为其成份,它需激励电流,温度系数是负的,有相当好的线性,且重复度优异,其工作范围为 -100至450度之间,经封装后,其电阻随温度连续可变,且随温度的变化程度极大高于热电阻RTD,即灵敏度高得多。

图4系热敏电阻的典型温度特性及其与热电阻RTD的对照,可清楚看出二者温度系数的极大差异,其温度系数呈负值,在其工作温度范围内,电阻值可变化达10,000倍;相映成对比的是,热电阻RTD的温度系数是正的,且在其工作温度范围内变化幅度只达4倍,在测量领域,这一极高的灵敏度及其相当高的精度十分吸引设计人员。

热敏电阻线性度不如热电阻RTD,精密测量温度时的校正需要三次多项式,它在工作温度范围内的线性化方程为式中:BX 为热敏材料常数以上线性化方程可将测量的不可求解性限制在±0.005℃,不过在单片机上实现这一计算相当繁琐,以查表法也可达同一目的,只是精度稍低。

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