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主流的温度传感器有哪些?该怎么选?

编辑:西安新敏电子科技有限公司时间:2021-08-17

  主流的温度传感器有哪些?该怎么选?


  16世纪末,伽利略制造了一个显现温度改变的装置,利用容器内空气收缩原理,调查水柱的高度来判断温度的改变。而我们目前所知道的温度计是由三托里奥在1612年发明的,但其时他也仅仅做出了一个雏形。


  开展至今,作为工业、物联网、医疗等行业很常见的传感器,温度传感器开展至今可谓是百花齐放。依照效果方式来分的话,分为触摸式和非触摸式温度传感器。触摸式温度传感器包含双金属温度计、玻璃液体温度计、压力式温度计、电阻温度计、热敏电阻和温差电偶等;非触摸式的根本是依据黑体辐射的根本定理,而这类传感器只要对黑体所测的温度才是实在温度,关于非黑体需求进行资料外表发射率的修正,不过资料外表发射率的测验精度很难确保,因为其发射率受温度、波区、外表状况、涂层等要素有关。

数字温度传感器

  现在主流的温度传感器分为四种,即RTD、热敏电阻、热电偶以及具有数字和模仿接口的集成电路传感器。


  RTD温度传感器


  主要是金属制成,经过温度改变影响本身电阻值来丈量温度。尽管常用金属有铜、镣和镣合金,可是钳凭仗良好的线性、重复性和稳定性稳固了温度参考传递国际标准的地位。RTD的电阻是随着温度的上升而増大,可是也并非是很严格线性,依据下图我们可以看到,会发生细微误差,一般情况下可以对电阻值进行数字化处理,查找校对因子。


  还是以钳为例,在功用方面,钳RTD除了具有上述所说的线性、重复性和稳定性的长处,-200~+650°C的测温规模,0.1~1.0°C的测温精度上也是比较优异的功用。


  可是RTD的缺点也是比较显着,因为需求恒定电压/电流,所以通电过程中发生的功率会影响其所测温度,影响准确度(需进一步纠正)。别的,在RTD模仿信号输出时,放大器和ADC组件的本身误差也需求核算在内。


  热敏电阻


  类似于RTD,热敏电阻也是电阻式传感器。它的分类主要是依照温度系数划定,分为正温度系数热敏电阻器(PTC)和负温度系数热敏电阻器(NTC)。PTC主要资料为掺杂的BaTiO3半导体陶瓷,而NTC主要资料是过渡金属氧化物半导体陶瓷。

防爆数显温度控制器

  以NTC为例,尽管不是线性改变,可是它的线性度是指数函数,电阻值随着温度的升高而降低。因为其本身资料要素,所以它的整体价格相关于钳RTD来说比较经济,一起,资料选用也是相对灵活,可以加工成各式各样的形状以及小型化处理。别的,因为其电阻随温度改变极为灵敏,它的丈量精度与钳RTD不相上下,为0.05~1.5°C。


  相同的,因为通电过程中,发生的自热和ADC等要素会对丈量成果造成影响,所以NTC的丈量成果也需求进行纠正。它的适用温度规模相对来说也比较严苛,一般在0-150°C左右。需求指出的是,因为NTC软件简单老化,稳定性也一般。


  热电偶


  热电偶传感器是归于十分常见的触摸式传感器,经过两种不同的导体资料两头接合构成回路。当结合点两头的温度不同,回路就会发生电动势,也称为热电势,依据热电势的大小,在衔接的表盘上显现温度。


  因为使用资料的灵活性,热电偶传感器的测温规模很广,工作温度很高可以达到2000°C以上,且归于经用器材,可用于危险恶劣的环境下。一起它的感应接合点是直接暴露的,所以它对温度改变的呼应较快。其实我们从原理上就可以看出来,热电偶传感器不需求外接电源,所以它不简单发生自发热。


  显然,热电偶传感器在准确度以及稳定性上会略胜一筹,它的测温精度在0.5-5.0°C,而因为暴露,抗腐蚀性较弱,所以稳定性不如RTD和热敏电阻。

投入式温度变送器

  IC类传感器


  IC类温度传感器归于集成式的传感器,目前分为模仿输出传感器、数字输出传感器、远程温度传感器与及温度开关类的具有温控器功用的传感器。不过,从主流分类来看,模仿集成温度传感器和模仿集成数字传感器使用较多。这两款传感器都归于内置ADC,将温度传感器集成在芯片上进行丈量、核算、输出等动作。IC类温度传感器的长处在于功耗较低,体积小,集成度高,生产测验过程中已经做过校准,所以出厂后无需再次校准。


  缺点在于,它的测验温度规模仅为-70~+150°C,测温精度与热电偶传感器差不多,为0.5-5.0°C。


  在物联网成为风口、传感器需求加速增长的年代下,温度传感器无疑将会成为很重要的器材之一,怎么挑选合适的温度传感器,需求从温度规模、精度、成本等多个角度考量。