溫度是表征物體冷熱程度的物理量,,是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中一個很重要而普遍的測量參數(shù)。溫度的測量及控制對保證產(chǎn)品質量,、提高生產(chǎn)效率,、節(jié)約能源、生產(chǎn)安全,、促進國民經(jīng)濟的發(fā)展起到非常重要的作用,。由于溫度測量的普遍性,溫度傳感器的數(shù)量在各種傳感器中居*,,約占50%,。
溫度傳感器是通過物體隨溫度變化而改變某種特性來間接測量的。不少材料,、元件的特性都隨溫度的變化而變化,,所以能作溫度傳感器的材料相當多。溫度傳感器隨溫度而引起物理參數(shù)變化的有:膨脹,、電阻,、電容、而電動勢,、磁性能,、頻率、光學特性及熱噪聲等等,。隨著生產(chǎn)的發(fā)展,,新型溫度傳感器還會不斷涌現(xiàn)。
由于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中溫度測量的范圍極寬,,從零下幾百到零上幾千度,,而各種材料做成的溫度傳感器只能在一定的溫度范圍內(nèi)使用。
溫度傳感器與被測介質的接觸方式分為兩大類:接觸式和非接觸式,。接觸式溫度傳感器需要與被測介質保持熱接觸,,使兩者進行充分的熱交換而達到同一溫度,。這一類傳感器主要有電阻式、熱電偶,、PN結溫度傳感器等,。非接觸式溫度傳感器無需與被測介質接觸,而是通過被測介質的熱輻射或對流傳到溫度傳感器,,以達到測溫的目的,。這一類傳感器主要有紅外測溫傳感器。這種測溫方法的主要特點是可以測量運動狀態(tài)物質的溫度(如慢速行使的火車的軸承溫度,,旋轉著的水泥窯的溫度)及熱容量小的物體(如集成電路中的溫度分布),。
應用領域
溫度傳感器是*開發(fā),應用zui廣的一類傳感器,。溫度傳感器的*大大超過了其他的傳感器。從17世紀初人們開始利用溫度進行測量,。在半導體技術的支持下,,本世紀相繼 開發(fā)了半導體熱電偶傳感器、PN結溫度傳感器和集成溫度傳感是兩種不同材質的導體,,如在某點互相連接在一起,,對這個連接點加熱,在它們不加熱的部位就會出現(xiàn)電位差,。這個電位差的數(shù)值與不加熱部位測量點的溫度有關,,和這兩種導體的材質有關。這種現(xiàn)象可以在很寬的溫度范圍內(nèi)出現(xiàn),,如果精確測量這個電位差,,再測出不 加熱部位的環(huán)境溫度,就可以準確知道加熱點的溫度,。由于它必須有兩種不同材質的導體,,所以稱之為“熱電偶"。不同材質做出的熱電偶使用于不同的溫度范圍,,它們的靈敏度 也各不相同,。
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。
電阻共有兩種變化類型
正溫度系數(shù)
溫度升高 = 阻值增加
溫度降低 = 阻值減少
負溫度系數(shù)
溫度升高 = 阻值減少
溫度降低 = 阻值增加