行业知识 | 工业生产中常用的温度传感器是如何运作的?

发布日期:2023-05-09    浏览次数:1453

温度作为国际单位制的七个基本量之一,是工业现场一种需要重点监控的参数。

在工业生产中,温度传感器常用于监测机器和设备的温度,以确保它们在正常工作范围内运行。那么,工业温度传感器有哪些呢?小明今天就来给大家科普一下~


温度传感器(Temperature Sensor)是指能感受温度并转换成可用的输出信号的传感器。温度传感器是温度测量仪表的核心部分,品种繁多,按测量方式可分为接触式和非接触式两大类,目前工业上常用的温度传感器有四类,分别为热电偶、热电阻RTD、热敏电阻及集成电路温度传感器。


热电偶 测量范围广、性价比高

热电偶(thermocouple)是把两种不同材料的金属(金属A和金属B)的一端连接起来,当热电偶一端受热时,热电偶电路中就有电势差。可用测量的电势差来计算温度。如下图:

它是温度测量中最常用的温度传感器。其主要好处是宽温度范围和适应各种大气环境,而且结实、价低,无需供电,也是最便宜的。

热电偶型温度传感器具有量程大、成本低、响应速度快、耐久性好等特点,被广泛的应用于工业现场的温度测量。不过,它们也存在着输出电压小、容易遭受来自导线环路的噪声影响以及漂移较高的缺陷。

简而言之,热电偶是最简单和最通用的温度传感器,但它并不适合高精度的的测量和应用。


热电阻RTD 最稳定精确

RTD通常由铂制成,所以RTD也叫铂电阻,也有部分是由镍或铜制成的,电阻随温度而变化,只要测量出感温热电阻的阻值变化,就可以测量出温度。RTD可以采用许多不同的形状,例如绕线,薄膜等。


RTD是最精确和最稳定的温度传感器,它的线性度优于热偶和热敏电阻。

因此RTD最适合对精度有严格要求的应用领域。



热敏电阻 尺寸小巧,响应快

热敏电阻通常由陶瓷材料制成,例如镀在玻璃中的镍、锰或钴的氧化物,这使得它们很容易损坏。原理是金属随着温度变化,其电阻值也发生变化,对于不同金属来说,温度每变化一度,电阻值变化是不同的,而电阻值又可以直接作为输出信号。

热敏电阻因为采用的是半导体,所以大多是负温度系统,即阻值随温度增加而降低,而温度小的变化会造成大的阻值改变,因此它是最灵敏的温度传感器。

但热敏电阻线性度极差,表现出高度非线性电阻-温度曲线。热敏电阻体积非常小,对温度变化的响应快,对自热误差极为敏感,精度较高,但需要使用电流源,测温范围较小,价格也较高。


 集成IC

IC型温度传感器(温度集成电路)是一种数字温度传感器,它有非常线性的电压 ∕ 电流—温度关系。


集成的温度传感器可以轻松解决-55至200ºC温度范围内的大部分温度感测难题。因为温度IC需要有外电源,所以通常嵌入在电路中,而不用于独立探测。

使用IC传感器有许多好处,包括:功耗低;可提供小型封装产品(有些尺寸小到0.8mm×0.8mm);还可在某些应用中实现低器件成本。此外,由于IC传感器在生产测试过程中都经过校准,因此没有必要进一步校准,使用起来非常便捷。它们通常用于健身跟踪应用、可佩戴式产品、计算系统、数据记录器和汽车应用。




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