溫度作為國際單位制的七個基本量之一,是工業現場一種需要重點監控的參數。
在工業生產中,溫度傳感器常用于監測機器和設備的溫度,以確保它們在正常工作范圍內運行。那么,工業溫度傳感器有哪些呢?小明今天就來給大家科普一下~
溫度傳感器(Temperature Sensor)是指能感受溫度并轉換成可用的輸出信號的傳感器。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,目前工業上常用的溫度傳感器有四類,分別為熱電偶、熱電阻RTD、熱敏電阻及集成電路溫度傳感器。
熱電偶
測量范圍廣、性價比高
熱電偶(thermocouple)是把兩種不同材料的金屬(金屬A和金屬B)的一端連接起來,當熱電偶一端受熱時,熱電偶電路中就有電勢差。可用測量的電勢差來計算溫度。如下圖:
它是溫度測量中最常用的溫度傳感器。其主要好處是寬溫度范圍和適應各種大氣環境,而且結實、價低,無需供電,也是最便宜的。
熱電偶型溫度傳感器具有量程大、成本低、響應速度快、耐久性好等特點,被廣泛的應用于工業現場的溫度測量。不過,它們也存在著輸出電壓小、容易遭受來自導線環路的噪聲影響以及漂移較高的缺陷。
簡而言之,熱電偶是最簡單和最通用的溫度傳感器,但它并不適合高精度的的測量和應用。
熱電阻RTD
最穩定精確
RTD通常由鉑制成,所以RTD也叫鉑電阻,也有部分是由鎳或銅制成的,電阻隨溫度而變化,只要測量出感溫熱電阻的阻值變化,就可以測量出溫度。RTD可以采用許多不同的形狀,例如繞線,薄膜等。
RTD是最精確和最穩定的溫度傳感器,它的線性度優于熱偶和熱敏電阻。
因此RTD最適合對精度有嚴格要求的應用領域。
熱敏電阻
尺寸小巧,響應快
熱敏電阻通常由陶瓷材料制成,例如鍍在玻璃中的鎳、錳或鈷的氧化物,這使得它們很容易損壞。原理是金屬隨著溫度變化,其電阻值也發生變化,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。
熱敏電阻因為采用的是半導體,所以大多是負溫度系統,即阻值隨溫度增加而降低,而溫度小的變化會造成大的阻值改變,因此它是最靈敏的溫度傳感器。
但熱敏電阻線性度極差,表現出高度非線性電阻-溫度曲線。熱敏電阻體積非常小,對溫度變化的響應快,對自熱誤差極為敏感,精度較高,但需要使用電流源,測溫范圍較小,價格也較高。
集成IC
IC型溫度傳感器(溫度集成電路)是一種數字溫度傳感器,它有非常線性的電壓 ∕ 電流—溫度關系。
集成的溫度傳感器可以輕松解決-55至200oC溫度范圍內的大部分溫度感測難題。因為溫度IC需要有外電源,所以通常嵌入在電路中,而不用于獨立探測。
使用IC傳感器有許多好處,包括:功耗低;可提供小型封裝產品(有些尺寸小到0.8mm×0.8mm);還可在某些應用中實現低器件成本。此外,由于IC傳感器在生產測試過程中都經過校準,因此沒有必要進一步校準,使用起來非常便捷。它們通常用于健身跟蹤應用、可佩戴式產品、計算系統、數據記錄器和汽車應用。
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