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热敏电阻温度传感器工作原理

时间:2024-09-01 12:48:56 编辑:莆仙君

温度传感器的作用是什么?

温度是表征物体冷热程度的物理量,是工农业生产过程中一个很重要而普遍的测量参数。温度的测量及控制对保证产品质量、提高生产效率、节约能源、生产安全、促进国民经济的发展起到非常重要的作用。由于温度测量的普遍性,温度传感器的数量在各种传感器中居首位,约占50%。
温度传感器是通过物体随温度变化而改变某种特性来间接测量的。不少材料、元件的特性都随温度的变化而变化,所以能作温度传感器的材料相当多。温度传感器随温度而引起物理参数变化的有:膨胀、电阻、电容、而电动势、磁性能、频率、光学特性及热噪声等等。随着生产的发展,新型温度传感器还会不断涌现。
由于工农业生产中温度测量的范围极宽,从零下几百度到零上几千度,而各种材料做成的温度传感器只能在一定的温度范围内使用。
温度传感器与被测介质的接触方式分为两大类:接触式和非接触式。接触式温度传感器需要与被测介质保持热接触,使两者进行充分的热交换而达到同一温度。这一类传感器主要有电阻式、热电偶、PN结温度传感器等。非接触式温度传感器无需与被测介质接触,而是通过被测介质的热辐射或对流传到温度传感器,以达到测温的目的。这一类传感器主要有红外测温传感器。这种测温方法的主要特点是可以测量运动状态物质的温度(如慢速行使的火车的轴承温度,旋转着的水泥窑的温度)及热容量小的物体(如集成电路中的温度分布)。


热电阻温度传感器的种类有哪些啊?

热电阻
热电阻温度传感器是利用导体或半导体的电阻值随温度变化而变化的原理进行测温的一种传感器温度计,热电阻也可以与温度变送器连接,将温度转换为标准电流信号输出,实现对环境温度的实时监测。热电阻温度传感器分为金属热电阻和半导体热敏电阻两大类。
1.金属热电阻
金属热电阻传感器是利用金属导体的电阻值随温度变化而变化的原理进行测温的。金属热电阻大都由纯金属材料制成,目前主要采用的材料是铂和铜,也有用锰、铑、碳等材料制作热电阻。
(1)铂热电阻
铂热电阻的特点是测温精度高、稳定性好,是制造热电阻的好材料。铂热电阻元件的工作原理是在温度作用下,铂电阻丝的电阻值随之变化而变化的原理。可用于测量-200~800℃范围内的温度。其优点是:电气性能稳定,温度和电阻关系近于线性精度高。
(2)铜热电阻
因为铂材料价格昂贵,因此一般工程测量中多采用铜作为热电阻材料。铜的最大优点是价格低廉,易于提纯,在-50-150℃的范围内,温度特性的线性较好。其缺点是铜的电阻率仅为铂的几分之一,因此,铜热电阻所用材料细而且长,机械强度较差,热惯性较大,在温度高于100℃以上或在侵蚀性介质中使用时,易氧化,稳定性较差。所以铜热电阻只能用于测量精度要求不高且温度不高(100℃以下)及无侵蚀性的介质中。
2.半导体热敏电阻
半导体热敏电阻简称热敏电阻,是一种新型的半导体测温元件,热敏电阻是利用某些金属氧化物或单晶锗、硅等材料,按特定工艺制成的感温元件。热敏电阻可分为3种类型,即正温度系数(PTC)热敏电阻、负温度系数(NTC)热敏电阻以及在某一特定温度下电阻值会发生突变的临界温度电阻器(CTR)。目前使用较多的热敏电阻是NTC型热敏电阻。热敏电阻与金属热电阻比有以下几点不同。
①热敏电阻的温度系数值远大于金属热电阻,所以半导体温度计的灵敏度很高。
②同温度情况下,热敏电阻阻值远大于金属热电阻。所以连接导线电阻对测量误差的影响极小,适用于远距离测量。
③热敏电阻温度曲线非线性相当严重,所以其测量温度范围远小于金属热电阻,-般在50-300℃。
④半导体热敏电阻的性能不够稳定、互换性差、精度较低,这是它的主要缺点。
热电阻温度传感器作为一种常用的温度传感器产品,凭借其性能稳定、使用灵活、可靠性高等优点,被广泛运用到工业生产中-200℃到+500℃范围的温度测量,少数情况下,低温可测量至1K(-272℃),高温可测量至1000℃,基本满足了工业生产的需要。