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重点解说使用温度传感器进行设计第一部分:传感器类型

来源:发表时间:2019-05-14


      大多数人都听过“羽毛之鸟聚集在一起”这一短语,它描述了具有相似特征或兴趣并选择共度时光的人。是否有可能某些温度传感器也会聚集在一起?
      在传感技术中,温度传感是最常见的,因为对于了解和处理实际温度或相对温度至关重要的应用。例如,压力,力,流量,液位和位置传感器通常需要温度监控以确保准确性。大多数传感器使用电阻桥配置来测量压力和力。这些电桥中的电阻元件的温度误差可能超过传感器的实际测量范围,使压力传感器的输出无用 - 除非您知道电桥的温度。流量和液位传感器的精度取决于液体或气体的密度。该材料的温度是影响精度的一个变量。
      今天最流行的温度传感器是热电偶,RTD(电阻温度探测器),热敏电阻和硅基传感器。这些传感器聚集在一起,因为这些充分表征的设备通常可以解决温度测量问题。这些传感器技术可满足特定的温度范围和环境条件。您可以使用传感器的温度范围,坚固性和灵敏度等规格来确定设备是否满足应用要求。
请记住,没有一个温度传感器适合所有应用。热电偶具有无与伦比的温度范围,RTD传感器具有出色的线性度。表1 总结了热电偶,RTD,热敏电阻和硅基温度传感器的主要特性。在传感器选择过程的第一次传递过程中,此表非常有用。


      热电偶包括两根不同金属的线,它们在一端粘合在一起。这种配置在无界或测量端的两根导线之间产生EMF(电动势)电压。EMF水平是两种不同金属的函数和沿热电偶线长度的温度梯度。热电偶不是特别准确; 但是,它可以在很宽的温度范围内快速感知。
      RTD在温度感应环境中提供出色的精度。它们的温度范围比热电偶窄,但比热敏电阻和硅基传感器的温度范围更宽。如果您的应用需要高质量,准确的温度测量,请选择RTD传感器。
      热敏电阻通常为您的温度传感系统提供成本最低的方法。您可以通过简单的电阻网络克服器件的高非线性。虽然这种类型的网络降低了热敏电阻的温度范围,但在许多温度传感应用中这种折衷是可以接受的。
      IC温度或硅基传感器为解决温度测量问题提供了另一种选择。它们的优点包括用户友好的输出格式和PCB(印刷电路板)组装过程中的简易安装。尽管基于硅的温度传感器由于其封装质量而响应缓慢,但它们的即插即用功能使它们具有吸引力。表2 补充了表1中的规格列出了这四种温度传感器的典型应用。适当应用的例子包括热电偶的生物物理和金属切削研究,RTD的冷端补偿和校准,热敏电阻的高温计校准以及硅基传感器的电池管理。


      在目前市场上的温度传感器中,热电偶,RTD,热敏电阻和硅基传感器继续占主导地位。热电偶最适合高温传感,而RTD最适合需要良好线性度的低温应用。对于温度范围较小的应用,热敏电阻是一种低成本的替代方案,而硅基传感器有时因其易用性而获胜。接下来上海自动化仪表三厂专栏将深入探讨这四个系列传感器的温度传感器细节。

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