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温度传感器都有哪些?

温度是生活中最常见的测量变量之一,因此测量它的方法有很多,包括接触式和非接触式。相应的传感器也有很多,今天就来简单分类介绍一下。

红外线是一种与无线电波和可见光相同的电磁波。红外波长为0.76~100μm它位于无线电波和可见光之间。只要其温度比零下273.15度高,红外线无一例外发射。因此,通过测量物体本身辐射的红外能量,可以准确地测量其表面温度,这是红外辐射温度测量的客观基础。

红外温度传感器可以测量一个点的温度,典型的应用是红外温度枪;红外成像,如红外热像仪,也可以制成一个阵列。它们的特点是非接触式快速温度测量,非常适合一些不方便接触温度测量的场合。

热电偶是工业中常用的温度传感器。其工作原理是两种不同成分的材料导体形成闭合电路。当两端有温度梯度时,电流通过电路。此时,两端之间存在电势-热电势,即所谓的塞贝克效应。

根据金属热电极材料的不同,热电偶可分为以下类型:

当温度相同时,不同类型的热电偶产生不同的热电势,但这只与热电极材料、长度和直径有关。

当确定热电偶的类型时,其热电势只与热电偶工作端和冷端之间的温差有关。如果热电偶冷端温度保持不变,则热电势是工作端温度的单值函数。但在实际使用中,冷端温度不能保持不变,一般需要冷端补偿,即需要其他类型的温度传感器来测量冷端温度。许多用于热电偶信号采集的热电偶信号采集AD温度传感器已集成在芯片内部,可作为冷端补偿。

热电阻(RTD)它是一种温度传感器,通常由铂、镍或铜制成,其中铂电阻最常见(PT100/PT1000)。RTD许多不同的形状,如绕线、薄膜等,其电阻随温度线性变化。以PT100为例,其在0℃时阻值为100Ω,温度增加(减少)1度,阻值增加(减少)0.385Ω。测量范围可达-2000℃~ 850℃

温度测量可以通过测量电阻值来实现。常用的方法有恒流法、电压比例法、电桥法等。使用时,应注意流过传感器的电流不应过大,否则自热会影响测量精度。

热敏电阻也是一种传感器电阻RTD不同的是,它通常由锰、钴、铀等陶瓷材料制成,是一种半导体设备。根据温度系数的不同,分为正温度系数热敏电阻(PTC)热敏电阻和负温度系数(NTC)。其阻值一般较大,与温度的关系是非线性的,温度测量一般采用查表法进行。

其特点是在一定范围内灵敏度高,温度系数比高RTD高分辨率的温度测量可以大几十倍。

此外,正温度系数的热敏电阻(PTC)也可用于电路过流保护。

芯片温度传感器可分为模拟输出和数字输出两种。模拟输出的一般输出电压或电流信号与温度成正比AD590,输出电流随温度变化,系数为1 μA/K。LMT90,输出电压信号 10.0mV/°C 。最常见的数字输出是DS18B单总线接口也有一些I2C、Uart芯片等接口。

芯片温度传感器一般通过PN实现晶体二极管或三极管的温度特性PN结的结电压随温度而变化。例如硅管的PN温度每升高1个结的结电压℃时,下降-2mV。利用这一特性将信号调节电路包装成芯片。该传感器的特点是测温范围相对较小,一般为-40℃~125℃精度和分辨率也有限,能满足生活中的普通需求。

以上介绍了几种常见类型的传感器的特点,以后会详细介绍每种传感器的使用方法,请期待。

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