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不同类型的温度传感器提供不同的功能

2022年06月10日18:28 

 温度是最广泛测量的变量之一。它影响几乎所有的物理、生物和化学功能。因此,温度传感器广泛用于需要监测或测量温度的各种应用中。不同类型的温度传感器提供不同的功能,并且根据要求考虑,可以使用合适的传感器。在本文中,我们将看到一些常用的基本类型的温度传感器。


 1、热电偶


 热电偶(TC)传感器是一种简单、坚固的传感器,也比大多数其他传感器便宜。它有两根不同金属或金属合金的电线,在陶瓷或金属外壳中的两个点处连接。这些传感器的工作原理是两个不同导体之间的温度差异导致它们之间的电压差。因此,通过测量点之间的电压来检测温度。尽管输出电压与温度成正比,但它本质上是非线性的。因此,需要数学线性化。通常,传感器附带一个查找表,以便读取温度变得方便。


 TC传感器的工作温度范围很广,可以检测大约-250°C到1800°C的温度。但是,与其他一些更精确的传感器相比,它们的精度和灵敏度较低。它们不需要外部电源,因此适用于各种应用,包括工业用热电偶到日常电器中的热电偶。最常见的TC传感器类型是使用金属合金镍铬和镍铝的K型传感器。


 2、热敏电阻


 热敏电阻传感器基本上是一种热敏电阻,因此得名。当它暴露于温度变化时,电阻会发生变化。这些传感器通常使用金属氧化物材料和金属的混合物制成。然后可以在混合后形成这些材料。


 有两种类型的热敏电阻-负温度系数(NTC)和正温度系数(PTC)。NTC热敏电阻的电阻随着温度的升高而降低,而PTC热敏电阻的电阻随着温度的升高而增加。NTC热敏电阻更常见。


 热敏电阻高度敏感,可以快速响应温度变化。尽管它们具有不错的准确性,但由于自热,它们很容易出错。它们价格便宜,但容易受到物理损坏。它们在-40°C和250°C之间提供有限的温度感应范围。


 3、电阻温度检测器(RTD)


 这些传感器也根据温度变化引起的电阻变化原理工作。与通常带有负温度系数的热敏电阻不同,RTD具有正温度系数。它们由缠绕成线圈的高导电材料制成。高成本RTD由铂制成,通常称为铂电阻温度计(PRT)。与由铜或镍等经济材料制成的RTD相比,它们的精度更高。


 这些传感器非常稳定,并根据温度变化提供线性电阻变化。因此,温度读数非常准确。就像热敏电阻一样,RTD也容易受到自热的影响,但产生的误差很小,从而使它们具有更高的精度。RTD的主要缺点是价格昂贵。典型RTD的工作范围在-200°C到600°C之间。


 这些传感器也根据温度变化引起的电阻变化原理工作。与通常带有负系数的热敏电阻不同,RTD具有正温度系数。它们由缠绕成线圈的高导电材料制成。高成本RTD由铂制成,通常称为铂电阻温度计(PRT)。与由铜或镍等经济材料制成的RTD相比,它们的精度更高。


 4、半导体温度传感器


 半导体温度传感器是以与电子半导体设备(例如微处理器)完全相同的方式制造的电子设备。以集成电路(IC)的形式,它们通常被称为IC温度传感器。在切割成单个芯片之前,在硅晶片上形成数百甚至数千个器件,通常是激光修整。


 与RTD和热电偶相比,可从不同的制造商处获得通用类型,但传感器确实具有许多关键因素和特性。通常,它们提供小尺寸,提供合理的线性输出,提供小的互换性,在正确校准时提供准确的读数,并且被认为是安装在设备本身内的嵌入式应用的完美选择。


 与RTD和热电偶相比,它们的电气和机械性能不是很可靠。它们也不能测量高温。从-40°C到120°C,它们的范围是有限的。

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