温度传感器的首要类型有:热电偶传感器、热敏电阻传感器、电阻温度检测器(RTD)、IC温度传感器。IC温度传感器又包含模拟输出传感器和数字输出传感器两品种型。
热电偶传感器
热电偶是一种感温元件,是一种外表。它直接丈量温度,并把温度信号转换成热电动势信号,经过电气外表(二次外表)转换成被测介质的温度。热电偶测温的基本原理是两种不同成份的原料导体组成闭合回路,当两头存在温度梯度时,回路中就会有电流经过,此刻两头之间就存在电动势——热电动势,这便是所谓的塞贝克效应(Seebeckeffect)。两种不同成份的均质导体为热电极,温度较高的一端为作业端,温度较低的一端为自在端,自在端一般处于某个安稳的温度下。依据热电动势与温度的函数联系,制成热电偶分度表;分度表是自在端温度在0℃时的条件下得到的,不同的热电偶具有不同的分度表。
在热电偶回路中接入第三种金属资料时,只需该资料两个接点的温度相同,热电偶所发生的热电势将坚持不变,即不受第三种金属接入回路中的影响。因而,在热电偶测温时,可接入丈量外表,测得热电动势后,即可知道被测介质的温度。
热电偶传感器运用
热电偶是两种不同的导体衔接在一起构成的,当丈量及参阅衔接点别离处于不同温度上时即发生出所谓的热电磁力(EMF)。衔接点用处丈量衔接点是处于被测温度上的热电偶衔接点部分。参阅衔接点则是坚持在一已知温度上,或温度改动能主动补偿的热电偶衔接点部分。
在惯例工业运用中,热电偶元件一般端接在接头上;但参阅衔接点却很少坐落接头上,而是运用恰当的热电偶延伸线来转接到温度比较安稳的被控环境中。衔接点类型接壳式热电偶衔接点与探针壁物理衔接(焊接),这能完成很好的热传输——即从外部经过探针壁将热量传至热电偶衔接点。主张用接壳式热电偶来丈量静态或活动腐蚀性气体与液体的温度,以及一些高压运用。在绝缘式热电偶中,热电偶衔接点与探针壁分隔并由一种软性粉末围住。尽管绝缘式热电偶的呼应速度比接壳式热电偶的呼应速度要慢,但它能供给电绝缘。主张运用绝缘式热电偶来丈量腐蚀性环境,可理想地经过护套屏蔽来将热电偶与周围环境彻底电绝缘。露端式热电偶答应衔接点顶端深化到周围环境中,这品种型可供给最佳的呼应时刻,但仅限于在非腐蚀、非风险及非加压运用中运用。呼应时刻以时刻常数来表明,时刻常数界说为传感器在被控环境中在初始值和最终值之间改动63.2%所需的时刻。露端式热电偶具有最快的呼应速度,并且探针护套直径越小,则呼应速度就越快,但其最大答应丈量温度也就越低。延伸线热电偶延伸线是一对具有与其相连热电偶相同温度电磁频率特征的线。当衔接合当令,延伸线将参阅衔接点从热电偶转接至线的另一端,而这一端一般坐落被控环境中。
挑选热电偶挑选热电偶时需考虑下列要素:
1、被测温度规模;
2、所需呼应时刻;
3、衔接点类型;
4、热电偶或护套资料的抗化学腐蚀才能;
5、抗磨损或抗振荡才能;
6、装置及约束要求等。
热敏电阻传感器
热敏电阻传感器首要元件是热敏电阻,当热敏资料周围有热辐射时,它就会吸收辐射热,发生温度升高,引起资料的阻值发生改动。
热敏电阻传感器的运用
1.热敏电阻传感器测温
作为丈量温度的热敏电阻传感器一般结构较简略,价格较低价。没有外面维护层的热敏电阻只能运用在枯燥的当地;密封的热敏电阻不怕湿气的腐蚀、可以运用在较恶劣的环境下。因为热敏电阻传感器的阻值较大,故其衔接导线的电阻和触摸电阻可以疏忽,因而热敏电阻传感器可以在长达几千米的远距离丈量温度中运用,丈量电路多选用桥路。运用其原理还可以用作其他测温、控温电路等。
2.热敏电阻传感器用于温度的补偿
热敏电阻传感器可在必定的温度规模内对某些元器材湿度进行补偿。例如,动圈式外表表头中的动圈由铜线绕制而成。温度升高,电阻增大,引起温度的差错。因而可以在动圈的回路中将负温度系数的热敏电阻与锰铜丝电阻并联后再与被补偿元器材串联,然后抵消内于温度改动所发生的差错。在晶体管电路、对数放大器中,也常用热敏电阻组成补偿电路。补偿因为温度引起的漂移差错。
3.热敏电阻传感器的过热维护
过热维护分直接维护利直接维护。对小电流场合,可把热敏电阻传感器直接串人负载中,避免过热损坏以维护器材,对大电流场合,可用于对继电器、晶体管电路等的维护。不管哪种状况,热敏电阻都与被维护器材紧密结合在一起,然后使两者之间充沛进行热交换,一旦过热,热敏电阻则起维护效果。例如,在电动机的定子绕组中嵌入骤变型热敏电阻传感器并与继电器串联。当电动机过载时,定子电流增大,引起发热。当温度大于骤变点时,电路中的电流可以内十分之几毫安骤变为几十毫安,因而继电器动作,然后完成过热维护。
4.热敏电阻传感器用于液面的丈量
给NTC热敏电阻传感器施加必定的加热电流,它的表面温度将高于周围的空气温度,此刻它的阻值较小。当液而高于它的装置高度时,液体将带走它的热量,使之温度下降、阻值升高。判别它的阻值改动,就可以知道液面是否低于设定值。轿车油箱中的油位报警传感器便是运用以上原理制作的。热敏电阻在轿车中还用于丈量油温、冷却水混等。
电阻温度检测器(RTD)
RTD一般用铂金、铜或镍。这几种金属的电阻-温度联系如图所示,它们的温度系数较大,随温度改动呼应快,可以抵抗热疲惫,并且易于加工制作成为精细的线圈。
RTD是现在最准确和最安稳的温度传感器。它的线性度优于热电偶和热敏电阻。但RTD也是呼应速度较慢并且价格比较贵的温度传感器。因而RTD最适合对精度有严格要求,而速度和价格不太要害的运用领域。