三種溫度檢測(cè)每一種溫度傳感器的區(qū)分

1、三種溫度檢測(cè)每一種溫度傳感 器的區(qū)分123030911 季夢(mèng)寒123030947 趙曉晴熱電偶傳感器 熱電偶是溫度測(cè)量?jī)x表中常用的測(cè)溫元件,是由兩種不同成分的導(dǎo)體兩端接合成回路時(shí)，當(dāng)兩接合點(diǎn) 熱電偶溫度不同時(shí)，就會(huì)在回路內(nèi)產(chǎn)生熱電流。如果熱電偶的工作端與參比端存有溫差時(shí)，顯示儀表將會(huì)指示出熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)所對(duì)應(yīng)的溫度值。熱電偶的熱電動(dòng)熱將隨著測(cè)量端溫度升高而增長(zhǎng)，它的大小只與熱電偶材料和兩端的溫度有關(guān)，與熱電極的長(zhǎng)度、直徑無(wú)關(guān)。各種熱電偶的外形常因需要而極不相同，但是它們的基本結(jié)構(gòu)卻大致相同，通常由熱電極、絕緣套保護(hù)管和接線盒等主要部分組成，通常和顯示儀表,記錄儀表和電子調(diào)節(jié)器配套使用。 熱

2、電偶傳感器 - 工作原理兩種不同成份的導(dǎo)體（稱為熱電偶絲材或熱電極）兩端接合成回路，當(dāng)兩個(gè)接合點(diǎn)的溫度不同時(shí)，在回路中就會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，而這種電動(dòng)勢(shì)稱為熱電勢(shì)。熱電偶就 是利用這種原理進(jìn)行溫度測(cè)量的，其中，直接用作測(cè)量介質(zhì)溫度的一端叫做工作端（也稱為測(cè)量端），另一端叫做冷端（也稱為補(bǔ)償端）；冷端與顯示儀表或配套儀表連接，顯示儀表會(huì)指出熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)。 熱電偶實(shí)際上是一種能量轉(zhuǎn)換器，它將熱能轉(zhuǎn)換為電能，用所產(chǎn)生的熱電勢(shì)測(cè)量溫度，對(duì)于熱電偶的熱電勢(shì)，應(yīng)注意如下幾個(gè)問(wèn)題： 1：熱電偶的熱電勢(shì)是熱電偶工作端的兩端溫度函數(shù)的差，而不是熱電偶冷端與工作端，兩端溫度差的函數(shù)； 2

3、：熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)的大小，當(dāng)熱電偶的材料是均勻時(shí)，與熱電偶的長(zhǎng)度和直徑無(wú)關(guān)，只與熱電偶材料的成份和兩端的溫差有關(guān)；3：當(dāng)熱電偶的兩個(gè)熱電偶絲材料成份確定后，熱電偶熱電勢(shì)的大小，只與熱電偶的溫度差有關(guān)；若熱電偶冷端的溫度保持一定，這進(jìn)熱電偶的熱電勢(shì)僅是工作端溫度的單值函數(shù)。將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)閉合回路，如圖所示。當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個(gè)執(zhí)著點(diǎn)1和2之間存在溫差時(shí)，兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，因而在回路中形成一個(gè)大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來(lái)工作的。熱電阻溫度傳感器 熱電阻溫度傳感器 - 簡(jiǎn)介 熱電阻溫度傳感器是利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化

4、而變化的原理進(jìn)行測(cè)溫的一種傳感器溫度計(jì)。 熱電阻溫度傳感器分為金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱敏電阻兩大類。熱電阻廣泛用于測(cè)量-200+850C范圍內(nèi)的溫度，少數(shù)情況下，低溫可測(cè)至1K，高溫達(dá)1000C。 熱電阻傳感器由熱電阻、連接導(dǎo)線及顯示儀表組成，熱電阻也可以與溫度變送器連接，將溫度轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)輸出。 用于制造熱電阻的材料應(yīng)具有盡可能大和穩(wěn)定的電阻溫度系數(shù)和電阻率，輸出最好呈線性，物理化學(xué)性能穩(wěn)定，復(fù)線性好等。目前最常用的熱電阻有鉑熱電阻和銅熱電阻。 熱電阻溫度傳感器 - 工作原理 熱電阻是利用物質(zhì)在溫度變化時(shí)，其電阻也隨著發(fā)生變化的特征來(lái)測(cè)量溫度的。當(dāng)阻值變化時(shí)，工作儀表便顯示出阻值所對(duì)應(yīng)的溫

5、度值。 熱電阻傳感器2是利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的變化而變化的原理制成的。鉑屬貴重金屬,具有耐高溫、溫度特性好、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn),因而得到廣泛應(yīng)用。 鉑電阻阻值與溫度之間的關(guān)系是非線性,即Rt = R0 ( I +t +t2 ) ( t在0630之間) (1)式中: Rt 鉑熱電阻的電阻值,;R0 鉑熱電阻在0時(shí)的電阻值, R = 100;一階溫度系數(shù), = 3.908 10 -3 ( )二階溫度系數(shù), = 5.802 10 -7 ( )在實(shí)際測(cè)溫電路中,測(cè)量的是鉑電阻的電壓量,因而需由鉑熱電阻的電阻值推導(dǎo)出相應(yīng)的電壓值與溫度之間的函數(shù)關(guān)系,即Ut = f (Rt ) = f f ( t

6、) (2)從而計(jì)算出(即測(cè)量)實(shí)際的溫度。熱敏傳感器 熱敏傳感器 - 簡(jiǎn)介 半導(dǎo)體熱敏傳感器是利用PN結(jié)的結(jié)電阻的溫度特性制做的熱敏傳感器. 熱敏傳感器 - 工作原理 傳感器傳感器PN結(jié)電阻在不同溫度下有差別的.根據(jù)這個(gè)阻值的變化就可以測(cè)量環(huán)境溫度的變化. N型半導(dǎo)體 在硅或鍺等本征半導(dǎo)體材料中摻入微量的磷、銻、砷等五價(jià)元素，就變成了以電子導(dǎo)電為主的半導(dǎo)體，即N型半導(dǎo)體。 P型半導(dǎo)體 在硅或鍺等本征半導(dǎo)體材料中摻入微量的硼、銦、鎵或鋁等三價(jià)元素，就就成了以空穴導(dǎo)電為主的半導(dǎo)體，即P型半導(dǎo)體。 緊密相連的P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間會(huì)形成一個(gè)空間電荷區(qū)稱PN結(jié)。PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?二極管就是利用

7、PN結(jié)的這個(gè)特性做成的。 PN結(jié)的結(jié)電阻結(jié)電容等參數(shù)都是隨溫度變化的，可以利用這種變化制作溫度傳感器，即熱敏傳感器。熱電偶、熱電阻特點(diǎn)熱電偶熱電偶同其它種溫度計(jì)相比具有如下特點(diǎn)：a、優(yōu)點(diǎn)熱電偶可將溫度量轉(zhuǎn)換成電量進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)于溫度的測(cè)量、控制，以及對(duì)溫度信號(hào)的放大、變換等都很方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，價(jià)格便宜，惰性小，準(zhǔn)確度高，測(cè)溫范圍廣，能適應(yīng)各種測(cè)量對(duì)象的要求（特定部位或狹小場(chǎng)所），如點(diǎn)溫和面溫的測(cè)量，適于遠(yuǎn)距離測(cè)量和控制。b、缺點(diǎn)測(cè)量準(zhǔn)確度難以超過(guò)0.2，必須有參考端，并且溫度要保持恒定。在高溫或長(zhǎng)期使用時(shí)，因受被測(cè)介質(zhì)影響或氣氛腐蝕作用（如氧化、還原）等而發(fā)生劣化。無(wú)需參考點(diǎn)。溫度值可

8、由測(cè)得的電阻值直接求出。輸出線性好。只用簡(jiǎn)單的輔助回路就能得到線性輸出，顯示儀表可均勻刻度。熱電阻熱電阻同其它種溫度計(jì)相比具有如下特點(diǎn)：a、優(yōu)點(diǎn)準(zhǔn)確度高。在所有常用溫度計(jì)中，準(zhǔn)確度最高，可達(dá)1mk。輸出信號(hào)大，靈敏度高。如在0用Pt100鉑熱電阻測(cè)溫，當(dāng)溫度變化1時(shí)，其電阻值約變化0.4，如果通過(guò)電流為2mA，則其電壓輸出量變化為800V。在相同條件下，即使靈敏度比較高的K型熱電偶，其熱電動(dòng)勢(shì)變化也只有40V左右。由此可見(jiàn)，熱電阻的靈敏度較熱電偶高一個(gè)數(shù)量級(jí)。測(cè)溫范圍廣，穩(wěn)定性好。在振動(dòng)小而適宜的環(huán)境下，可在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持0.1以下的穩(wěn)定性。b、缺點(diǎn)采用細(xì)金屬絲的熱電阻元件抗機(jī)械沖擊與振動(dòng)性能

9、差。元件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難大，尺寸較大，因此，熱響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)。不適宜測(cè)量體積狹小和溫度瞬變區(qū)域其他 熱電偶傳感器 - 分類 常用熱電偶可分為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶兩大類。所調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶是指國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了其熱電勢(shì)與溫度的關(guān)系、允許誤差、并有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)分度表的熱電偶，它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶在使用范圍或數(shù)量級(jí)上均不及標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶，一般也沒(méi)有統(tǒng)一的分度表，主要用于某些特殊場(chǎng)合的測(cè)量。標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶我國(guó)從1988年1月1日起，熱電偶和熱電阻全部按IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，并指定S、B、E、K、R、J、T七種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶為我國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)型熱電偶。 熱電阻傳感器 -分類 1.NTC熱電阻傳感

10、器： 該類傳感器為負(fù)溫度系數(shù)傳感器，即，傳感器阻值隨溫度的升高而減?。?2.PTC熱電阻傳感器： 該類傳感器為正溫度系數(shù)傳感器，即，傳感器阻值隨溫度的升高而增大。 熱電偶傳感器 -安裝要求對(duì)熱電阻的安裝,應(yīng)注意有利于測(cè)溫準(zhǔn)確,安全可考及維修方便,而且不影響設(shè)備運(yùn)行和生產(chǎn)操作.要滿足以上要求,在選擇對(duì)熱電阻的安裝部位和插入深度時(shí)要注意以下幾點(diǎn):1、為了使熱電阻的測(cè)量端與被測(cè)介質(zhì)之間有充分的熱交換,應(yīng)合理選擇測(cè)點(diǎn)位置,盡量避免在閥門,彎頭及管道和設(shè)備的死角附近裝設(shè)熱電阻.2、帶有保護(hù)套管的熱電阻有傳熱和散熱損失,為了減少測(cè)量誤差,熱電偶和熱電阻應(yīng)該有足夠的插入深度:(1)對(duì)于測(cè)量管道中心流體溫度的

11、熱電阻,一般都應(yīng)將其測(cè)量端插入到管道中心處(垂直安裝或傾斜安裝).如被測(cè)流體的管道直徑是200毫米,那熱電阻插入深度應(yīng)選擇100毫米;(2)對(duì)于高溫高壓和高速流體的溫度測(cè)量(如主蒸汽溫度),為了減小保護(hù)套對(duì)流體的阻力和防止保護(hù)套在流體作用下發(fā)生斷裂,可采取保護(hù)管淺插方式或采用熱套式熱電阻.淺插式的熱電阻保護(hù)套管,其插入主蒸汽管道的深度應(yīng)不小于75mm;熱套式熱電阻的標(biāo)準(zhǔn)插入深度為100mm;(3)假如需要測(cè)量是煙道內(nèi)煙氣的溫度,盡管煙道直徑為4m,熱電阻插入深度1 m即可.(4)當(dāng)測(cè)量原件插入深度超過(guò)1m時(shí),應(yīng)盡可能垂直安裝,或加裝支撐架和保護(hù)套管. 熱電偶傳感器 -選型標(biāo)準(zhǔn)選擇熱電偶要根據(jù)使

12、用溫度范圍、所需精度、使用氣氛、測(cè)定對(duì)象的性能、響應(yīng)時(shí)間和經(jīng)濟(jì)效益等綜合考慮。1、測(cè)量精度和溫度測(cè)量范圍的選擇使用溫度在13001800，要求精度又比較高時(shí)，一般選用B型熱電偶；要求精度不高，氣氛又允許可用鎢錸熱電偶，高于1800一般選用鎢錸熱電偶；使用溫度在10001300要求精度又比較高可用S型熱電偶和N型熱電偶；在1000以下一般用K型熱電偶和N型熱電偶，低于400一般用E型熱電偶；250下以及負(fù)溫測(cè)量一般用T型電偶，在低溫時(shí)T型熱電偶穩(wěn)定而且精度高。2、使用氣氛的選擇S型、B型、K型熱電偶適合于強(qiáng)的氧化和弱的還原氣氛中使用，J型和T型熱電偶適合于弱氧化和還原氣氛，若使用氣密性比較好的保護(hù)管，對(duì)氣氛的要求就不太嚴(yán)格。3、耐久性及熱響應(yīng)性的選擇線徑大的熱電偶耐久性好，但響應(yīng)較慢一些，對(duì)于熱容量大的熱電偶，響應(yīng)就慢，測(cè)量梯度大的溫度時(shí)，在溫度控制的情況下，控溫就差。要求響應(yīng)時(shí)間快又要求有一定的耐久性，選擇鎧裝偶比較合適。4、測(cè)量對(duì)象的性質(zhì)和狀態(tài)對(duì)熱電偶的選擇運(yùn)動(dòng)物體、振動(dòng)物體、高壓容器的測(cè)溫要求機(jī)械強(qiáng)度高，有化學(xué)污染的氣氛要求有保護(hù)管，有電氣干擾的情況下要求絕緣比較高。選型流程：型號(hào)-分度號(hào)防爆等級(jí)精度等級(jí)安裝固定形式保護(hù)管材質(zhì)長(zhǎng)度或插入深度熱電偶傳感器冷端的溫度補(bǔ)償 由于熱電偶的材料一般都比較貴重（特別是采用貴金屬時(shí)），而測(cè)溫點(diǎn)到儀表的距離都很遠(yuǎn)，為了節(jié)省熱電偶材料，