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温度传感器

传感器(英文名称:transducer/sensor)它是一种检测装置,可以感受到测量的信息,并将感觉到的信息按照一定的规则转换为电信号或其他形式的信息输出,以满足信息传输、处理、存储、显示、记录和控制的要求。

温度传感器(temperature transducer)它是指能够感知温度并将其转换为可用输出信号的传感器。温度传感器是温度测量仪器的核心部分,品种繁多。根据传感器材料和电子元件的特点,可分为接触式和非接触式两类。

接触式 接触式温度传感器的检测部分与被测对象接触良好,又称温度计

温度计通过传导或对流达到热平衡,使温度计的示值直接表示被测对象的温度。一般测量精度较高。温度计还可以在一定的温度测量范围内测量物体内部的温度分布。但对于运动体、小目标或热容量小的物体,常用的温度计包括双金属温度计、玻璃液体温度计、压力温度计、电阻温度计、热敏电阻和温差偶。广泛应用于工业、农业、商业等部门。人们在日常生活中经常使用这些温度计。随着120K开发了低温气体温度计、蒸汽压温度计、声学温度计、顺磁盐温度计、量子温度计、低温热阻和低温差偶。低温温度计要求感温元件体积小、准确度高、复现性和稳定性好。多孔高硅氧玻璃渗碳烧结的渗碳玻璃热电阻是低温温度计的温度传感元件,可用于测量1.6~300K范围内的温度。 非接触式 它的敏感元件不接触被测对象,也被称为非接触式温度测量仪器。该仪器可用于测量运动物体、小目标、小热容量或快速温度变化(瞬时)对象的表面温度,或测量温度场的温度分布。

基于黑体辐射的基本定律,最常用的非接触式测温仪称为辐射测温仪。辐射测温法包括亮度法(见光学高温计)、辐射法(见辐射高温计)和比色法(见比色温度计)。各种辐射温度测量方法只能测量相应的光温、辐射温度或比色温度。测量的温度只有对黑体吸收所有辐射而不反射光的物体)。要确定物体的真实温度,必须修正材料表面的发射率。材料的表面发射率不仅取决于温度和波长,还取决于表面状态、涂层和微组织,因此难以准确测量。在自动化生产中,一些物体的表面温度通常需要通过辐射温度测量或控制,如冶炼炉或坩埚中的钢带轧制温度、轧辊温度、锻件温度和各种熔融金属的温度。在这些情况下,物体表面发射率的测量相当困难。对于自动测量和控制固体表面温度,可使用额外的反射镜与被测表面形成黑体腔。附加辐射的影响可以提高被测表面的有效辐射和发射系数。通过仪器对测量温度进行相应的修正,最终可以得到测量表面的真实温度。最典型的附加反射镜是半球反射镜。球中心附近被测表面的漫射辐射可以通过半球镜反射回表面形成额外的辐射,从而提高有效的发射系数ε材料表面发射率,ρ反射镜的反射率。对于气体和液体介质真实温度的辐射测量,可将耐热材料管插入一定深度,形成黑体腔。圆筒腔的有效发射系数与介质达到热平衡。该值可用于自动测量和控制,以修正测量的腔底温度(即介质温度),以获得介质的真实温度。

非接触温度测量的优点:测量上限不受温度感应元件耐温性的限制,因此原则上对最高可测温度没有限制。1800℃上述高温主要采用非接触温度测量方法。随着红外技术的发展,辐射温度测量 从可见光逐渐扩展到红外线,700℃采用以下直至常温,分辨率很高。

金属膨胀原理设计的传感器 金属在环境温度变化后会产生相应的延伸,因此传感器可以以不同的方式转换这种反应。 双金属片式传感器 双金属片由两种不同膨胀系数的金属组成。随着温度的变化,材料A高于另一种金属,导致金属板弯曲。弯曲的曲率可以转换为输出信号。 双金属杆和金属管传感器 随着温度升高,金属管(材料A)长度增加而不膨胀钢杆(金属)B)由于位置的变化,金属管的线性膨胀可以通过不增加长度来传递。相反,这种线性膨胀可以转换为输出信号。 传感器设计了液体和气体的变形曲线 当温度变化时,液体和气体也会相应地产生体积变化。 各种结构可将膨胀变化转化为位置变化,从而产生位置变化输出(电位计、感应偏差、挡流板等)。 电阻传感 金属的电阻值随温度而变化。 对于不同的金属,每次温度变化,电阻值变化不同,电阻值可以直接作为输出信号。 电阻有两种变化类型 正温度系数 温度升高 = 阻值增加 温度降低 = 阻值减少 负温度系数 温度升高 = 阻值减少 热电阻 温度降低 = 阻值增加 热电偶传感 热电偶由两条不同材料的金属线组成,在末端焊接在一起。通过测量不加热部位的环境温度,可以准确知道加热点的温度。它被称为热电偶,因为它必须有两种不同材料的导体。不同材料制成的热电偶用于不同的温度范围,其灵敏度也不同。热电偶的灵敏度是指加热点温度变化1℃输出电位差的变化。对于大多数金属材料支撑的热电偶,该值约为5~40微伏/℃之间。 [1] 热电偶 由于热电偶温度传感器的灵敏度与材料的厚度无关,温度传感器也可以用非常薄的材料制成。由于制造热电偶的金属材料具有良好的延展性,这种微妙的温度测量元件具有很高的响应速度,可以测量快速变化的过程。

螺杆式空气压缩机温度传感器一般安装在主机排气口。

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