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温度传感器的基本类型有哪些?一文带你全部搞懂

时间:2022-09-16浏览量:8

温度定义为物质的能级,可以通过该物质的某些变化来证明。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,它们都通过感测物理特性的某些变化来测量温度。这里主要介绍七个基本类型的温度测量传感器是热电偶,电阻温度设备(RTD,热敏电阻),红外辐射器,双金属设备,液体膨胀设备,分子状态变化和硅二极管。

无论是温度计还是热电偶,不同类型的传感器都可以测量温度。

1.热电偶

热电偶是电压设备,可指示电压变化时的温度测量。随着温度升高,热电偶的输出电压升高——不一定是线性的。

热电偶通常位于金属或陶瓷屏蔽罩内,以防止其暴露于各种环境中。金属护套热电偶也可提供多种类型的外部涂层,例如铁氟龙,可在酸和强碱溶液中无故障使用。

2. 电阻式温度测量装置

电阻式温度测量装置也是电性的。它不像热电偶那样使用电压,而是利用物质的另一个随温度变化的特性--电阻。

而使用的电阻器件可分为:金属电阻温度器件(RTD)和热敏电阻。

一般来说,RTD比热电偶更具有线性。它们沿着正方向增加,随着温度的升高,电阻会上升。而热敏电阻的结构类型则完全不同。它是一种极度非线性的半导电器件,随着温度的升高,电阻会降低。

3.红外传感器

红外传感器是非接触式传感器。例如,如果您将一个典型的红外传感器无接触地举到桌子的前部,则该传感器会通过其辐射来告诉您桌子的温度——在正常室温下约为68°F.

在非接触式冰水测量中,由于蒸发,冰水在0°C下会稍微测量,这会稍微降低预期的温度读数。

4.双金属装置

双金属装置在加热时利用金属膨胀的优势。在这些设备中,两种金属结合在一起并与指针机械连接。加热时,双金属带的一侧将比另一侧扩展更多。并且当正确地对准指针时,会显示温度测量值。

双金属设备的优点是便携性和与电源的独立性。但是,它们通常不如电气设备准确,并且您无法像热电偶或RTD这样的电气设备轻松记录温度值。但是可移植性是正确应用程序的絕對优势。

5.温度计

温度计是众所周知的液体膨胀装置,也用于温度测量。一般而言,它们分为两个主要类别:汞类型和有机(通常为红色)液体类型。两者之间的区别很明显,因为汞装置在如何安全运输或运输方面有一定的局限性。

例如,汞被认为是环境污染物,因此破损可能是危险的。装运前,请务必检查当前对汞产品空运的限制。

6. 硅二极管

硅二极管传感器是一种专门为低温范围开发的器件。从本质上讲,它们是一种线性器件,在低低温区域,二极管的电导率呈线性增长。

7.状态变化传感器

状态变化温度传感器测量的就是温度变化带来的材料状态变化,就像从冰到水再到蒸汽的变化。市面上可以买到的这种类型的设备有标签、颗粒、蜡笔或油漆的形式。

例如,标签可以用在蒸汽疏水阀上。当疏水阀需要调整时,它就会变热;然后,标签上的白点就会通过变黑来表示温度的上升。即使温度恢复正常,白点也会保持黑色。

状态变化标签以°F和°C为单位表示温度测量。对于这些类型的设备,当超过所显示的温度时,白点会变成黑色;而且它是一个不可逆转的传感器,一旦它改变颜色就会保持黑色。当您需要确认温度没有超过某个水平时,温度标签就会很有用,也许是出于工程或法律原因,在运输过程中。由于状态变化器件与双金属带一样是非电性的,因此在某些应用中具有优势。该系列传感器的某些形式(漆、蜡笔)不会变色,它们所做的标记只会消失。颗粒型的则会在视觉上变形或完全融化。

局限性包括响应时间相对较慢。因此,如果你有一个温度峰值上升,然后很快就下降,可能没有明显的反应。精度也不如大多数其他工业上常用的设备高。然而,在您需要不需要电源的非逆转指示的应用领域,它们是非常实用的。

其他可翻转标签的操作原理与使用液晶显示器的原理完全不同。根据所达到的温度,显示的颜色从黑色变为棕色、蓝色或绿色。

例如,一个典型的标签在低于所感应的温度时是全黑的。随着温度测量值的上升,在例如33°F的位置会出现一种颜色--首先是蓝色,然后是绿色,Z后是棕色,当它通过指定温度时。在任何特定的液晶设备中,您通常会看到两个相邻的色点--蓝色的色点略低于温度指示器,棕色的色点略高于温度指示器。这可以让您估计温度,例如,在85°和90°F之间。

虽然它并不完全精確,但它的优点是小巧、坚固、非电子指示器,可以持续更新温度测量。

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