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温度传感器的选择 来源: 本站 发布时间:2011/11/8 10:04:57

南京拓鑫测控技术有限公司是一家专业从事LED的生产,霍尔电量传感器、霍尔电流传感器的研发、生产以及销售的高科技企业;公司是由一批多年从事军民品传感器研制、开发骨干与南京著名院、所合资组建,专业从事各类电测传感器开发、生产的高科技技术产业。

假如您要进行可靠的温度丈量,就需要为您的应用选择准确的温度传感器。只有了解各种温度传感器的优缺点,才能匡助您准确地设置丈量。热电偶、热敏电阻、铂电阻温度传感器和温度IC 是电子测试中最常用的  温度传感器。

  我们在这里将比较这些流行的温度传感器的工作范围、精度、价格、可靠性、不乱性和易用性。

  热电偶:

  热电偶由在一端连接的两条不同金属线(金属A 和金属B)构成。当热电偶一端受热时,热电偶电路中就有连续电流流过。您可用该温度梯度产生的电压计算温度。

  热电偶是温度丈量中最常用的传感器。与热敏电阻、铂电阻及IC传感器比拟,热电偶的最重要好处是宽温度范围和适应各种大气环境。热电偶比其它传感器结子得多,可在现场焊接制作。热电偶也是自供电和最便宜的温度传感器。

  不外,电压和温度间长短线性关系,温度变化时电压变化很小。您需要用好的丈量设备来丈量如斯小的电压。此外,热电偶也是最不敏捷和最不不乱的温度传感器。

  因为电压和温度长短线性关系,因此难以把被测电压变换为温度。为计算热电偶温度(Tx),您还需要为参考温度(Tref)作第二次丈量。固然现代数据记实仪能通过软件和/或硬件在仪器内部处理电压—温度变换,但额外的丈量也要多花丈量时间。

  简而言之,热电偶是最简朴和最通用的温度传感器,使用热电偶简朴到只需连接两条线。固然这种最便宜的传感器也是使用最普遍的温度传感器,但热电偶并不适合高精度的应用。

  长处:自供电、简朴坚固、便宜、众多形状结构形式、宽温度范围

  缺点:非线性、低电压、需要参考结、最不不乱、最不敏捷

  热敏电阻:

  

  热敏电阻是用半导体材料,通常为陶瓷或聚合物制成的热敏电阻器。大多数热敏电阻为负温度系数,即阻值随 温度增加而降低。温度变化会造成大的阻值改变,因此它是最敏捷的温度传感器。

  高敏捷度的代价是线性度差。热敏电阻的线性极差,并且与出产工艺有很大关系。因此制造商给不出尺度化的热敏电阻曲线,而热偶曲线已经实现尺度化。

  热敏电阻非常小,对温度变化的响应也快。但热敏电阻需要使用电流源,小尺寸也使它对自热误差极为敏感。

  热敏电阻有较好的精度,但它比热偶贵。可测温度范围也小于热偶。热敏电阻在两条线上丈量的是绝对温度,而热偶丈量的是热物质和参考结间的相对温度。一种常用热敏电阻在25°C 时的阻值为5 kΩ,每1°C 的温度改变造成 200 Ω的电阻变化。留意10 Ω 的引线电阻仅造成可忽略的0.05°C误差。

  热敏电阻非常适合需要进行快速和敏捷温度丈量的电流控制应用。尺寸小对于有空间要求的应用是有利的,但必需留意防止自热误差。

  丈量技巧:

  热敏电阻体积小是长处,它能很快不乱,不会造成热负载。不外也因此很不结子,大电流会造成自热。因为热敏电阻是一种电阻性器件,任何电流源都会在其上因功率而造成发烧。功率即是电流平方与电阻的积。因此要使用小的电流源。假如热敏电阻暴露在高热中,将导致永久性的损坏。

  长处:高输出、快、2线欧姆丈量

  缺点:非线性、有限的温度范围、不结子、需要电流源、自热

  铂电阻温度传感器

  与热敏电阻相似,铂电阻温度传感器也是用半导体材料,通常是用铂制成的热敏感电阻器。当通过丈量电压计算铂电阻温度传感器温度时,数字万用表用已知电流源丈量该电流源所产生的电压。这一电压为两条引线(Vlead)上的压降加铂电阻上的电压(Vtemp)。例如,常用铂电阻0°C的电阻值为100 Ω,每1°C 温度变化仅产生 0.3851 Ω 的电阻变化。假如每条引线有10 Ω 电阻,就将造成26 °C的丈量误差,这是不可接受的,应记住同样的引线电阻只造成热敏电阻0.05°C的误差。所以应对铂电阻作4 线欧姆丈量。铂电阻是最精确和最不乱的温度传感器,它的线性度优于热偶和热敏电阻。但铂电阻也是最慢和最贵的温度传感器。因此铂电阻温度传感器最适合对精度有严格要求,而速度和价格不太枢纽的应用领域。

  丈量技巧:

  使用5 mA 电流源会应自热造成2.5°C 的温度丈量误差。因此把自热误差减到最小是极为重要的。4 线丈量更为精确,但需要两倍的引线和两倍的开关。

  长处:最不乱、最精确、线性优于热偶

  缺点:贵、慢、需要电流源、电阻变化小、4 线丈量

  IC传感器

  温度集成电路(IC)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。有些IC 传感器甚至有代表温度,并能被微处理器直接读出的数字输出形式。

  有两类具有如下温度关系的温度IC:

  ·电压IC: 10 mV/K

  ·电流IC: 1 μA/K

  温度IC 的输出长短常线性的电压°C。实际产生的是电压Kelvin,因此室温时的IC 输出约为3 V。温度IC 需要有外电源。通常温度IC 是嵌入在电路中而不用于探测。

  但除了输出与温度间有非常好的线性外,这些IC也有与热敏电阻及RTD同样的缺点。它们都是半导体器件,只有有限的温度范围。也存在同样的自热、不坚固和需要外电源的题目。

  总之,温度IC提供产生正比于温度的易读读数方法。它很便宜,但也受到配置和速度限制。

  丈量技巧:

  温度IC 体积较大。因此它变化慢,并可能造成热负载。把温度IC 用于接近室温的场合。这是它最流行的应用。固然丈量范围有限,但也能丈量150°C 的高温。

  长处:最线性、最高输出、便宜

  缺点:T< 250°C、需要外电源、慢、自热、有限的配置

参考:霍尔电流传感器   /

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