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温度传感器工作原理及技术交流

时间:2025-04-12 22:39:07  来源:  作者:

温度传感器工作原理

  温度有四种主要类型:热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)和IC温度传感器。IC温度传感器又包括模拟输出和数字输出两种类型。6wv检测VBA

  1、热电偶的工作原理6wv检测VBA

  当有两种不同的导体和半导体A和B组成一个回路,其两端相互连接时,只要两结点处的温度不同,一端温度为T,称为工作端或热端,另一端温度为TO,称为自由端(也称参考端)或冷端,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。与塞贝克有关的效应有两个:其一,当有电流流过两个不同导体的连接处时,此处便吸收或放出热量(取决于电流的方向),称为珀尔帖效应;其二,当有电流流过存在温度梯度的导体时,导体吸收或放出热量(取决于电流相对于温度梯度的方向),称为汤姆逊效应。两种不同导体或半导体的组合称为热电偶。热电偶的热电势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。温差电势是指同一导体或半导体在温度不同的两端产生的电势,此电势只与导体或半导体的性质和两端的温度有关,而与导体的长度、截面大小、沿其长度方向的温度分布无关。无论接触电势或温差电势都是由于集中于接触处端点的数不同而产生的电势,热电偶测量的热电势是二者的合成。当回路断开时,在断开处a,b之间便有一电动势差△V,其极性和大小与回路中的热电势一致。并规定在冷端,当电流由A流向B时,称A为正极,B为负极。实验表明,当△V很小时,△V与△T成正比关系。定义△V对△T的微分热电势为热电势率,又称塞贝克系数。塞贝克系数的符号和大小取决于组成热电偶的两种导体的热电特性和结点的温度差。6wv检测VBA

  目前,国际委员会(IEC)推荐了8种类型的热电偶作为标准化热电偶,即为T型、E型、J型、K型、N型、B型、R型和S型。6wv检测VBA

  2、热电阻的工作原理6wv检测VBA

  导体的电阻值随温度变化而改变,通过测量其阻值推算出被测物体的温度,利用此原理构成的传感器就是电阻温度传感器,这种传感器主要用于-200—500℃温度范围内的温度测量。纯金属是热电阻的主要制造材料,热电阻的材料应具有以下特性:①电阻温度系数要大而且稳定,电阻值与温度之间应具有良好的线性关系。6wv检测VBA

  ②电阻率高,热容量小,反应速度快。6wv检测VBA

  ③材料的复现性和工艺性好,价格低。6wv检测VBA

  ④在测温范围内化学物理特性稳定。6wv检测VBA

  目前,在工业中应用较为广泛的铂和铜,并已制作成标准测温热电阻6wv检测VBA

  3、红外温度传感器6wv检测VBA

  在自然界中,当物体的温度高于绝对零度时,由于它内部热运动的存在,就会不断地向四周辐射电磁波,其中就包含了波段位于0、75~100μm的红外线,红外温度传感器就是利用这一原理制作而成的。6wv检测VBA

  SMTIR9901/02是荷兰SmartecCompany生产的一款现在市场上应用比较广的红外传感器,它是基于热电堆的硅基红外传感器。大量的热电偶堆集在底层的硅基上,底层上的高温接点和低温接点通过一层极薄的薄膜隔离它们的热量,高温接点上面的黑色吸收层将入射的放射线转化为热能,由热电效应可知,输出电压与放射线是成比例的,通常热电堆是使用BiSb和NiCr作为热电偶。此外,SMT9902sil内部嵌入以Ni1000温度传感器和一小视角的硅滤片,使得测量温度更加的准确。因为红外辐射特性与温度相关,可以使用不同的滤镜来测量不同的温度范围。成熟的半导体工艺是产品小型化,低成本化。为了满足某些应用,红外传感器开口视角可以设计成小至7°。6wv检测VBA

  4、模拟温度传感器6wv检测VBA

  常见的模拟温度传感器有LM3911、LM335、LM45、AD22103电压输出型、AD590电流输出型。6wv检测VBA

  AD590是美国模拟器件公司的电流输出型温度传感器,供电电压范围为3~30V,输出电流223μA(-50℃)~423μA(+150℃),灵敏度为1μA/℃。当在电路中串接采样电阻R时,R两端的电压可作为输出电压。注意R的阻值不能取得太大,以保证AD590两端电压不低于3V。AD590输出电流信号传输距离可达到1km以上。作为一种高阻电流源,较高可达20MΩ,所以它不必考虑选择开关或CMOS多路转换器所引入的附加电阻造成的误差。适用于多点温度测量和远距离温度测量的控制。6wv检测VBA

  5、逻辑输出型温度传感器6wv检测VBA

  设定一个温度范围,一旦温度超出所规定的范围,则发出报警信号,启动或关闭风扇、空调、加热器或其它控制设备,此时可选用逻辑输出式温度传感器。LM56、MAX6501-MAX6504、MAX6509/6510是其典型代表。6wv检测VBA

  LM56是NS公司生产的高精度低压温度开关,内置1、25V参考电压输出端。最大只能带50μA的负载。电压从2、7~10V,工作电流量大230μA,内置传感器的灵敏度为6、2mV/℃,传感器输出电压为6、2mV/℃×T+395mV。6wv检测VBA

  6、数字式温度传感器6wv检测VBA

  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。6wv检测VBA

标签: 温度传感器
温度传感器温度传感器工作原理_温度传感器

温度传感器生产工艺的应用

    温度传感器是检测温度的器件,被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域,其种类多,发展快.温度传感器一般分为接触式和非接触式两大类.所谓接触式就是传感器直接与被测物体接触进行温度测量,这是温度测量的基本形式。而非接触式是测量物体热辐射而发出的红外线从而测量物体的温度,可进行遥测,这是接触方式所做不到的。6wv检测VBA

    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世界之间的桥梁。6wv检测VBA

    很多场所中都会应用到温度传感器,比如柴油滤清设备,这是一款结构设计精良,设计小巧,控制简单,智能化水平较高的新型传感设备。温度传感器的作业原理是通过操作对象跟随外界温度的变换而促使其内部的某些特质也得到相应改变,从而便于非直接性测量。能作为温度传感器的材料有很多种,因为有不少元件、 材料的特性都会随着温度的变化而变化。6wv检测VBA

    温度传感器会随温度变化而引起物理参数变化的有热噪声、膨胀、电阻、 电动势、频率、电容等。温度传 感器在使用中具有哪些特点:较早,温度传感器具有较小的外形体积,但是性能卓越;其次,其具有高集成 、高效率的特点;同时,温度传感器操作简单可控,其数字信号输出精准度较高。6wv检测VBA

    减小温度传感器插入杆正面和背面的压力差,避免插入杆因单向受力过大而导致插入杆断裂事故的发生6wv检测VBA

    接触式温度传感器有热电偶、热敏电阻以及铂电阻等,利用其产生的热电动势或电阻随温度变化的特性来测量物体的温度,被广泛用于家用电器、汽车、船舶、控制设备、工业测量、通信设备等.另外,还有一些新开发研制的传感器,例如,有利用半导体PN结电流/电压特性随温度变化的半导体集成传感器;有利用光纤传播特性随温度变化或半导体透光随温度变化的光纤传感器;有利用弹性表面波及振子的振荡频率随温度变化的传感器;有利用核四重共振的振荡频率随温度变化的NQR传感器;有利用在居里温度附近磁性急剧变化的磁性温度传感器以及利用液晶或涂料颜色随温度变化的传感器等.6wv检测VBA

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温度传感器温度传感器生产工艺的应用_温度传感器

温度传感器的功能特点介绍

    温度传感器是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。6wv检测VBA


    温度传感器是温度测量仪表的核心部分,品种繁多。6wv检测VBA


    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。6wv检测VBA


    功能和特点6wv检测VBA


    1,检定K、E、J、N、B、S、R、T等多种型号的工作用热电偶6wv检测VBA


    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6wv检测VBA


    3,多路低电势自动转换开关,寄生电势≤0.4μV6wv检测VBA


    4,控制1-4台高温炉6wv检测VBA


    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6wv检测VBA


    6,线制转换:可进行二线制、三线制、四线制电阻检定6wv检测VBA


    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6wv检测VBA


    软件平台:6wv检测VBA


    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:6wv检测VBA


    a)设备自检、查线6wv检测VBA


    b)屏幕显示并保存控温曲线≤0.4μV6wv检测VBA


    c)检测数据自动采集6wv检测VBA


    d)自动生成符合要求的检定记录6wv检测VBA


    e)自动保存检定结果,且不可人工更改6wv检测VBA


    f)查询各种热电偶、热电阻分度表及其它帮助6wv检测VBA


    g)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6wv检测VBA


    简介6wv检测VBA


    温度传感器是较早开发,应用较为广泛的一类传感器。6wv检测VBA


    温度传感器的市场份额大大超过了其他的传感器。6wv检测VBA


    从17世纪初人们开始利用温度进行测量。在半导体技术的支持下,本世纪相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。6wv检测VBA


    与之相应,根据波与物质的相互作用规律,相继开发了声学温度传感器、红外传感器和微波传感器6wv检测VBA


    温度传感器是五花八门的各种传感器中较为常用的一种,现代的温度传感器外形非常得小;6wv检测VBA


    这样更加让它广泛应用在生产实践的各个领域中,也为人们的生活提供了无数的便利和功能。6wv检测VBA


    温度传感器有四种主要类型:6wv检测VBA


    热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)和IC温度传感器。IC温度传感器又包括模拟输出和数字输出两种类型。6wv检测VBA

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