德國(guó)寶德溫度傳感器

主要分類:

非接觸式

它的敏感元件與被測(cè)對(duì)象互不接觸,，又稱非接觸式測(cè)溫儀表,。這種儀表可用來(lái)測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體,、小目標(biāo)和熱容量小或溫度變化迅速（瞬變）對(duì)象的表面溫度，也可用于測(cè)量溫度場(chǎng)的溫度分布,。zui常用的非接觸式測(cè)溫儀表基于黑體輻射的基本定律,，稱為輻射測(cè)溫儀表。輻射測(cè)溫法包括亮度法（見(jiàn)光學(xué)高溫計(jì)）,、輻射法（見(jiàn)輻射高溫計(jì)）和比色法（見(jiàn)比色溫度計(jì)）,。各類輻射測(cè)溫方法只能測(cè)出對(duì)應(yīng)的光度溫度、輻射溫度或比色溫度,。只有對(duì)黑體（吸收全部輻射并不反射光的物體）所測(cè)溫度才是真實(shí)溫度,。如欲測(cè)定物體的真實(shí)溫度,，則必須進(jìn)行材料表面發(fā)射率的修正。而材料表面發(fā)射率不僅取決于溫度和波長(zhǎng),，而且還與表面狀態(tài),、涂膜和微觀組織等有關(guān)，因此很難精確測(cè)量,。在自動(dòng)化生產(chǎn)中往往需要利用輻射測(cè)溫法來(lái)測(cè)量或控制某些物體的表面溫度,，如冶金中的鋼帶軋制溫度、軋輥溫度,、鍛件溫度和各種熔融金屬在冶煉爐或坩堝中的溫度,。在這些具體情況下，物體表面發(fā)射率的測(cè)量是相當(dāng)困難的,。對(duì)于固體表面溫度自動(dòng)測(cè)量和控制,，可以采用附加的反射鏡使與被測(cè)表面一起組成黑體空腔。附加輻射的影響能提高被測(cè)表面的有效輻射和有效發(fā)射系數(shù),。利用有效發(fā)射系數(shù)通過(guò)儀表對(duì)實(shí)測(cè)溫度進(jìn)行相應(yīng)的修正,，zui終可得到被測(cè)表面的真實(shí)溫度。zui為典型的附加反射鏡是半球反射鏡,。球中心附近被測(cè)表面的漫射輻射能受半球鏡反射回到表面而形成附加輻射,，從而提高有效發(fā)射系數(shù)式中ε為材料表面發(fā)射率，ρ為反射鏡的反射率,。

至于氣體和液體介質(zhì)真實(shí)溫度的輻射測(cè)量,，則可以用插入耐熱材料管至一定深度以形成黑體空腔的方法。通過(guò)計(jì)算求出與介質(zhì)達(dá)到熱平衡后的圓筒空腔的有效發(fā)射系數(shù),。在自動(dòng)測(cè)量和控制中就可以用此值對(duì)所測(cè)腔底溫度（即介質(zhì)溫度）進(jìn)行修正而得到介質(zhì)的真實(shí)溫度,。

非接觸測(cè)溫優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量上限不受感溫元件耐溫程度的限制，因而對(duì)zui高可測(cè)溫度原則上沒(méi)有限制,。對(duì)于1800℃以上的高溫,，主要采用非接觸測(cè)溫方法。隨著紅外技術(shù)的發(fā)展,，輻射測(cè)溫 逐漸由可見(jiàn)光向紅外線擴(kuò)展,，700℃以下直至常溫都已采用，且分辨率很高,。

接觸式

接觸式溫度傳感器的檢測(cè)部分與被測(cè)對(duì)象有良好的接觸,，又稱溫度計(jì)。

溫度計(jì)通過(guò)傳導(dǎo)或?qū)α鬟_(dá)到熱平衡,，從而使溫度計(jì)的示值能直接表示被測(cè)對(duì)象的溫度,。一般測(cè)量精度較高。在一定的測(cè)溫范圍內(nèi),，溫度計(jì)也可測(cè)量物體內(nèi)部的溫度分布,。但對(duì)于運(yùn)動(dòng)體,、小目標(biāo)或熱容量很小的對(duì)象則會(huì)產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差，常用的溫度計(jì)有雙金屬溫度計(jì),、玻璃液體溫度計(jì),、壓力式溫度計(jì)、電阻溫度計(jì),、熱敏電阻和溫差電偶等,。它們廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè),、商業(yè)等部門,。在日常生活中人們也常常使用這些溫度計(jì),。隨著低溫技術(shù)在*,、空間技術(shù)、冶金,、電子,、食品、醫(yī)藥和石油化工等部門的廣泛應(yīng)用和超導(dǎo)技術(shù)的研究,，測(cè)量120K以下溫度的低溫溫度計(jì)得到了發(fā)展,，如低溫氣體溫度計(jì)、蒸汽壓溫度計(jì),、聲學(xué)溫度計(jì),、順磁鹽溫度計(jì)、量子溫度計(jì),、低溫?zé)犭娮韬偷蜏販夭铍娕嫉?。低溫溫度?jì)要求感溫元件體積小、準(zhǔn)確度高,、復(fù)現(xiàn)性和穩(wěn)定性好,。利用多孔高硅氧玻璃滲碳燒結(jié)而成的滲碳玻璃熱電阻就是低溫溫度計(jì)的一種感溫元件，可用于測(cè)量1.6～300K范圍內(nèi)的溫度,。

德國(guó)寶德溫度傳感器

挑選方法

如果要進(jìn)行可靠的溫度測(cè)量,，首先就需要選擇正確的溫度儀表，也就是溫度傳感器,。其中熱電偶,、熱敏電阻、鉑電阻(RTD)和溫度IC都是測(cè)試中zui常用的溫度傳感器,。

以下是對(duì)熱電偶和熱敏電阻兩種溫度儀表的特點(diǎn)介紹,。

1、熱電偶

熱電偶是溫度測(cè)量中zui常用的溫度傳感器,。其主要好處是寬溫度范圍和適應(yīng)各種大氣環(huán)境,，而且結(jié)實(shí),、價(jià)低，無(wú)需供電,，也是*的,。熱電偶由在一端連接的兩條不同金屬線(金屬A和金屬B)構(gòu)成，當(dāng)熱電偶一端受熱時(shí),，熱電偶電路中就有電勢(shì)差,。可用測(cè)量的電勢(shì)差來(lái)計(jì)算溫度,。

不過(guò),，電壓和溫度間是非線性關(guān)系，溫度由于電壓和溫度是非線性關(guān)系,，因此需要為參考溫度(Tref)作第二次測(cè)量,，并利用測(cè)試設(shè)備軟件或硬件在儀器內(nèi)部處理電壓-溫度變換，以zui終獲得熱偶溫度(Tx),。Agilent34970A和34980A數(shù)據(jù)采集器均有內(nèi)置的測(cè)量了運(yùn)算能力,。

簡(jiǎn)而言之，熱電偶是zui簡(jiǎn)單和zui通用的溫度傳感器,，但熱電偶并不適合高精度的的測(cè)量和應(yīng)用,。

2、熱敏電阻

熱敏電阻是用半導(dǎo)體材料,， 大多為負(fù)溫度系數(shù),，即阻值隨溫度增加而降低。溫度變化會(huì)造成大的阻值改變,，因此它是zui靈敏的溫度傳感器,。但熱敏電阻的線性度極差，并且與生產(chǎn)工藝有很大關(guān)系,。制造商給不出標(biāo)準(zhǔn)化的熱敏電阻曲線,。

熱敏電阻體積非常小，對(duì)溫度變化的響應(yīng)也快,。但熱敏電阻需要使用電流源,，小尺寸也使它對(duì)自熱誤差極為敏感。

熱敏電阻在兩條線上測(cè)量的是溫度,， 有較好的精度,，但它比熱偶貴， 可測(cè)溫度范圍也小于熱偶,。一種常用熱敏電阻在25℃時(shí)的阻值為5kΩ,，每1℃的溫度改變?cè)斐?00Ω的電阻變化。注意10Ω的引線電阻僅造成可忽略的 0.05℃誤差,。它非常適合需要進(jìn)行快速和靈敏溫度測(cè)量的電流控制應(yīng)用,。尺寸小對(duì)于有空間要求的應(yīng)用是有利的,，但必須注意防止自熱誤差。

熱敏電阻還有其自身的測(cè)量技巧,。熱敏電阻體積小是優(yōu)點(diǎn),，它能很快穩(wěn)定，不會(huì)造成熱負(fù)載,。不過(guò)也因此很不結(jié)實(shí),，大電流會(huì)造成自熱。由于熱敏電阻是一種電阻性器件,，任何電流源都會(huì)在其上因功率而造成發(fā)熱,。功率等于電流平方與電阻的積。因此要使用小的電流源,。如果熱敏電阻暴露在高熱中,，將導(dǎo)致*性的損壞。