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溫度傳感器介紹
溫度傳感器介紹
溫度是一個(gè)基本的物理量，自然界中的一切過(guò)程無(wú)不與溫度密切相關(guān),。溫度傳感器是早開(kāi)發(fā)，應(yīng)用的一類傳感器,。根據(jù)美國(guó)儀器學(xué)會(huì)的調(diào)查,，1990年，溫度傳感器的*大大超過(guò)了其他的傳感器,。從17世紀(jì)初伽利略發(fā)明溫度計(jì)開(kāi)始,，人們開(kāi)始利用溫度進(jìn)行測(cè)量。真正把溫度變成電信號(hào)的傳感器是1821年由德國(guó)物理學(xué)家賽貝發(fā)明的,，這就是后來(lái)的熱電偶傳感器,。五十年以后，另一位德國(guó)人西門子發(fā)明了鉑電阻溫度計(jì),。在半導(dǎo)體技術(shù)的支持下,，本世紀(jì)相繼開(kāi)發(fā)了半導(dǎo)體熱電偶傳感器、PN結(jié)溫度傳感器和集成溫度傳感器,。與之相應(yīng),，根據(jù)波與物質(zhì)的相互作用規(guī)律，相繼開(kāi)發(fā)了聲學(xué)溫度傳感器,、紅外傳感器和微波傳感器,。
溫度傳感器剖面圖
我們現(xiàn)在主要介紹常用的熱電偶溫度傳感器。比如兩種不同材質(zhì)的導(dǎo)體,，如在某點(diǎn)互相連接在一起,，對(duì)這個(gè)連接點(diǎn)加熱，在它們不加熱的部位就會(huì)出現(xiàn)電位差,。這個(gè)電位差的數(shù)值與不加熱部位測(cè)量點(diǎn)的溫度有關(guān),，和這兩種導(dǎo)體的材質(zhì)有關(guān)。這種現(xiàn)象可以在很寬的溫度范圍內(nèi)出現(xiàn),，如果測(cè)量這個(gè)電位差,，再測(cè)出不加熱部位的環(huán)境溫度,，就可以準(zhǔn)確知道加熱點(diǎn)的溫度。由于它必須有兩種不同材質(zhì)的導(dǎo)體,，所以稱之為“熱電偶”,。不同材質(zhì)作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,。熱電偶的靈敏度是指加熱點(diǎn)溫度變化1攝氏度時(shí),，輸出電位差的變化量。對(duì)于大多數(shù)金屬材料支撐的熱電偶而言,，這個(gè)數(shù)值大約在5到40微伏每攝氏度之間,。
由于構(gòu)成熱電偶的金屬材料可以耐受很高的溫度，例如鎢錸熱電偶能夠工作在2000攝氏度以上的高溫,，常常用來(lái)檢測(cè)高溫環(huán)境的熱物理參數(shù),，還有的材料能夠在低溫下工作，例如金鐵熱電偶能夠在液氮的溫度附近工作,?？梢?jiàn)熱電偶傳感器能夠在很廣泛的溫度范圍內(nèi)工作。
微小的溫度傳感器
熱電偶傳感器有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺陷,，它靈敏度比較低,，容易受到環(huán)境干擾信號(hào)的影響，也容易受到前置放大器溫度漂移的影響,，因此不適合測(cè)量微小的溫度變化,。由于熱電偶溫度傳感器的靈敏度與材料的粗細(xì)無(wú)關(guān)，用非常細(xì)的材料也能夠做成溫度傳感器,。也由于制作熱電偶的金屬材料具有很好的延展性，這種細(xì)微的測(cè)溫元件有*的響應(yīng)速度,，可以測(cè)量快速變化的過(guò)程,，如燃燒和爆炸過(guò)程等。對(duì)一般的工業(yè)應(yīng)用來(lái)說(shuō),，為了保護(hù)感溫元件避免受到腐蝕和磨損,，總是裝在厚厚的護(hù)套里面，外觀就顯得笨大,，對(duì)于溫度場(chǎng)的反應(yīng)也就遲緩得多,。使用熱電偶的時(shí)候，必須消除環(huán)境溫度的波動(dòng)對(duì)測(cè)量帶來(lái)的影響,。有的把它的自由端放在不變的溫度場(chǎng)中,，有的使用冷端補(bǔ)償器抵消這種影響。當(dāng)測(cè)量點(diǎn)遠(yuǎn)離儀表時(shí),，還需要使用熱點(diǎn)勢(shì)率和熱電偶相近的導(dǎo)線來(lái)傳輸信號(hào),，這種導(dǎo)線稱為補(bǔ)償導(dǎo)線,。
溫度傳感器是五花八門的各種傳感器中為常用的一種，現(xiàn)代的溫度傳感器外形非常得小,，這樣更加讓它廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)踐的各個(gè)領(lǐng)域中,，也為我們的生活提供了無(wú)數(shù)的便利和功能。