温度传感器都有哪些?
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????溫度是生活中最常見(jiàn)的測(cè)量變量之一,因此測(cè)量它的方法有很多,包括接觸式和非接觸式。相應(yīng)的傳感器也有很多,今天就來(lái)簡(jiǎn)單分類(lèi)介紹一下。
1.紅外溫度傳感器
????紅外線是一種電磁波,具有與無(wú)線電波及可見(jiàn)光一樣的本質(zhì)。紅外線的波長(zhǎng)在0.76~100μm之間,位于無(wú)線電波與可見(jiàn)光之間。任何物體,只要它的溫度比零下273.15度高,就無(wú)一例外地發(fā)射出紅外線。因此,通過(guò)對(duì)物體自身輻射的紅外能量的測(cè)量,便能準(zhǔn)確地測(cè)定它的表面溫度,這就是紅外輻射測(cè)溫所依據(jù)的客觀基礎(chǔ)。
????紅外溫度傳感器可以測(cè)量一個(gè)點(diǎn)的溫度,典型應(yīng)用就是紅外體溫槍;也可以做成一個(gè)陣列進(jìn)行紅外成像,比如紅外熱像儀。它們的特點(diǎn)就是非接觸式快速測(cè)溫,在一些不便于接觸測(cè)溫的場(chǎng)合非常適用。
2.熱電偶
熱電偶是工業(yè)中常用的一種溫度傳感器。它的工作原理是兩種不同成份的材質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路,當(dāng)兩端存在溫度梯度時(shí),回路中就會(huì)有電流通過(guò),此時(shí)兩端之間就存在電動(dòng)勢(shì)——熱電動(dòng)勢(shì),這就是所謂的塞貝克效應(yīng)。
????熱電偶按照金屬熱電極材料的不同可以分為以下幾種類(lèi)型:
熱電偶有以下特點(diǎn):
????溫度相同時(shí),不同類(lèi)型的熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)也不同,但這只跟熱電極材料有關(guān),與熱電偶長(zhǎng)度、直徑無(wú)關(guān)。
????當(dāng)熱電偶的類(lèi)型確定后,其熱電動(dòng)勢(shì)只與熱電偶工作端與冷端的溫度差有關(guān),如果熱電偶冷端溫度不變,則熱電動(dòng)勢(shì)是工作端溫度的單值函數(shù)。但實(shí)際使用時(shí),冷端溫度不可能保持不變,因此一般都需要進(jìn)行冷端補(bǔ)償,也就是需要一種其它類(lèi)型的溫度傳感器測(cè)量冷端的溫度。很多用于熱電偶信號(hào)采集的AD芯片已經(jīng)在內(nèi)部集成了溫度傳感器,可以用作冷端補(bǔ)償。
3.熱電阻(RTD)
????熱電阻(RTD)是一種溫度傳感器件,通常由鉑、鎳或銅制成,其中以鉑電阻最為常見(jiàn)(PT100/PT1000)。RTD可以采用許多不同的形狀,例如繞線,薄膜,它的電阻隨溫度而線性變化。以PT100為例,其在0℃時(shí)阻值為100Ω,溫度每增加(減少)1度,阻值增加(減少)0.385Ω。測(cè)量范圍可達(dá)-200℃~+850℃
????通過(guò)測(cè)量阻值即可實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量,常用的方法有恒流法、電壓比例法、電橋法等。使用時(shí)需要注意流過(guò)傳感器的電流不宜過(guò)大,否則會(huì)產(chǎn)生自發(fā)熱影響測(cè)量精度。
4.熱敏電阻
熱敏電阻也是一種傳感器電阻,但與RTD不同的是,它通常采用錳,鈷,鈾等的陶瓷材料制成,是一種半導(dǎo)體器件。按照溫度系數(shù)不同分為正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC)和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻(NTC)。它的阻值一般比較大,且與溫度的關(guān)系是非線性的,一般通過(guò)查表法來(lái)進(jìn)行溫度測(cè)量。
其特點(diǎn)是,在一定范圍內(nèi)靈敏度很高,溫度系數(shù)比RTD大幾十倍,因此可以實(shí)現(xiàn)較高分辨率的溫度測(cè)量。
????另外,正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC)根據(jù)其特性,還可以用于電路的過(guò)流保護(hù)。
5.溫度傳感器芯片
????芯片類(lèi)型的溫度傳感器可以分為兩種:模擬輸出和數(shù)字輸出。模擬輸出的一般輸出電壓或電流信號(hào),與溫度成正比,比如AD590,輸出電流隨溫度變化,系數(shù)為1 μA/K。LMT90,輸出電壓信號(hào),系數(shù)為+10.0mV/°C 。數(shù)字輸出最常見(jiàn)的有DS18B20,單總線接口,也有一些I2C、Uart等接口的芯片。
????芯片類(lèi)溫度傳感器一般是通過(guò)PN結(jié)的溫度特性來(lái)實(shí)現(xiàn)的,晶體二極管或三極管的PN結(jié)的結(jié)電壓是隨溫度而變化的。例如硅管的PN結(jié)的結(jié)電壓在溫度每升高1℃時(shí),下降-2mV。利用這種特性在結(jié)合信號(hào)調(diào)理電路封裝成芯片。這種傳感器的特點(diǎn)是測(cè)溫范圍相對(duì)較小,一般在-40℃~125℃左右,精度和分辨率也有限,能滿足生活中的普通需求。
結(jié)語(yǔ)
????上面介紹的是幾種常用類(lèi)型的傳感器的特點(diǎn),后面會(huì)對(duì)每種傳感器的使用方法進(jìn)行具體的介紹,敬請(qǐng)期待。
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總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的温度传感器都有哪些?的全部?jī)?nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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