现(xian)在(zai)温(wen)(wen)度传(chuan)感器(qi)的应(ying)用越(yue)来越(yue)广泛,就像动车组上(shang)的温(wen)(wen)度传(chuan)感器(qi)发挥着(zhe)安(an)(an)全(quan)管家的作用,在(zai)发生(sheng)险情的第一(yi)时(shi)间发出安(an)(an)全(quan)警(jing)报,把损失与(yu)危害降到最低,今天小编将为大(da)家科普一(yi)下有关温(wen)(wen)度传(chuan)感器(qi)的知识。
温(wen)(wen)度(du)(du)(du)传(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)是最(zui)早(zao)开发,应用(yong)最(zui)广的(de)一类传(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)。温(wen)(wen)度(du)(du)(du)传(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)市场份(fen)额(e)大大超过(guo)了(le)其他的(de)传(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)。从17世纪(ji)初(chu)人们开始利用(yong)温(wen)(wen)度(du)(du)(du)进行测量。在(zai)半(ban)导体技(ji)术的(de)支持下(xia),本世纪(ji)相继开发了(le)半(ban)导体热电偶(ou)传(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)、PN结温(wen)(wen)度(du)(du)(du)传(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)和集成温(wen)(wen)度(du)(du)(du)传(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)。与(yu)之相应,根据波与(yu)物质的(de)相互作用(yong)规律,相继开发了(le)声学温(wen)(wen)度(du)(du)(du)传(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)、红(hong)外传(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)和微波传(chuan)(chuan)感(gan)(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)(qi)。
温度(du)(du)传(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)是(shi)五(wu)花八门的(de)各种(zhong)传(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)中最为常用(yong)的(de)一种(zhong),现(xian)代的(de)温度(du)(du)传(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)外形非常得小(xiao),这样更加让它广泛应用(yong)在生产实践的(de)各个领域中,也为人(ren)们的(de)生活提供了无(wu)数的(de)便(bian)利(li)和功能(neng)。温度(du)(du)传(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)大体分(fen)为接(jie)(jie)触(chu)式温度(du)(du)传(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)和非接(jie)(jie)触(chu)式温度(du)(du)传(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)(qi)。
接触式温度传感器
接触(chu)式温(wen)度传感器的检测(ce)部分与被(bei)测(ce)对象有良好的接触(chu),又(you)称温(wen)度计。
温(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)计(ji)(ji)通过(guo)传导或对流达到热平衡,从(cong)而使(shi)温(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)计(ji)(ji)的(de)示值能(neng)直(zhi)接表示被(bei)测(ce)对象的(de)温(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)。 一般测(ce)量精度(du)较(jiao)高。在(zai)(zai)一定的(de)测(ce)温(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)范围内,温(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)计(ji)(ji)也可测(ce)量物体(ti)内部(bu)的(de)温(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)分(fen)布(bu)。但对于(yu)运动体(ti)、小目标或热容量很小的(de)对象则会产生(sheng)较(jiao)大的(de)测(ce)量误差(cha)(cha),常用(yong)(yong)的(de)温(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)计(ji)(ji)有双金属温(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)计(ji)(ji)、玻(bo)璃液体(ti)温(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)计(ji)(ji)、压(ya)力式温(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)计(ji)(ji)、电阻温(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)计(ji)(ji)、热敏电阻和温(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)差(cha)(cha)电偶等。它们广泛应用(yong)(yong)于(yu)工业(ye)(ye)、农业(ye)(ye)、商业(ye)(ye)等部(bu)门。在(zai)(zai)日常生(sheng)活中人们也常常使(shi)用(yong)(yong)这些(xie)温(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)计(ji)(ji)。随着(zhe)低(di)温(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)技术(shu)在(zai)(zai)国防工程、空间技术(shu)、冶(ye)金、电子、食(shi)品、医(yi)药和石油化工等部(bu)门的(de)广泛应用(yong)(yong)和超导技术(shu)的(de)研究,测(ce)量120K以下(xia)温(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)的(de)低(di)温(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)温(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)计(ji)(ji)得到了发展(zhan),如低(di)温(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)气体(ti)温(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)计(ji)(ji)、蒸汽压(ya)温(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)计(ji)(ji)、声学温(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)计(ji)(ji)、顺磁盐温(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)计(ji)(ji)、量子温(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)计(ji)(ji)、低(di)温(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)热电阻和低(di)温(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)温(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)差(cha)(cha)电偶等。低(di)温(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)温(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)计(ji)(ji)要求感温(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)元件体(ti)积(ji)小、准确度(du)高、复现性(xing)和稳定性(xing)好。
非接触式温度传感器
它的(de)敏感元件与(yu)被(bei)测(ce)(ce)对(dui)象(xiang)互不接触(chu),又称非接触(chu)式测(ce)(ce)温(wen)(wen)(wen)仪(yi)表。这(zhei)种仪(yi)表可用(yong)来测(ce)(ce)量(liang)运动物体、小目(mu)标和热(re)容量(liang)小或温(wen)(wen)(wen)度变(bian)化迅速(瞬变(bian))对(dui)象(xiang)的(de)表面(mian)温(wen)(wen)(wen)度,也可用(yong)于测(ce)(ce)量(liang)温(wen)(wen)(wen)度场的(de)温(wen)(wen)(wen)度分布(bu)。
最常用的(de)非(fei)接触(chu)式测(ce)(ce)温(wen)(wen)(wen)(wen)仪(yi)表(biao)(biao)基于黑体(ti)辐(fu)射(she)(she)的(de)基本定(ding)律,称为辐(fu)射(she)(she)测(ce)(ce)温(wen)(wen)(wen)(wen)仪(yi)表(biao)(biao)。辐(fu)射(she)(she)测(ce)(ce)温(wen)(wen)(wen)(wen)法(fa)包括亮度(du)(du)(du)法(fa)(见(jian)光学高温(wen)(wen)(wen)(wen)计(ji)(ji))、辐(fu)射(she)(she)法(fa)(见(jian)辐(fu)射(she)(she)高温(wen)(wen)(wen)(wen)计(ji)(ji))和(he)比(bi)色(se)法(fa)(见(jian)比(bi)色(se)温(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)计(ji)(ji))。各类辐(fu)射(she)(she)测(ce)(ce)温(wen)(wen)(wen)(wen)方法(fa)只能测(ce)(ce)出对应的(de)光度(du)(du)(du)温(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)、辐(fu)射(she)(she)温(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)或比(bi)色(se)温(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)。只有(you)对黑体(ti)(吸收(shou)全(quan)部辐(fu)射(she)(she)并不(bu)反射(she)(she)光的(de)物体(ti))所测(ce)(ce)温(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)才是真(zhen)实温(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)。如(ru)欲测(ce)(ce)定(ding)物体(ti)的(de)真(zhen)实温(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du),则必须进行材(cai)料(liao)表(biao)(biao)面(mian)发射(she)(she)率(lv)的(de)修正。而材(cai)料(liao)表(biao)(biao)面(mian)发射(she)(she)率(lv)不(bu)仅取决于温(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)和(he)波长(zhang),而且还与表(biao)(biao)面(mian)状态(tai)、涂膜和(he)微观组织等(deng)有(you)关(guan),因此很难(nan)精确(que)测(ce)(ce)量。
非(fei)接(jie)触测(ce)温(wen)(wen)优点:测(ce)量上限(xian)不受感温(wen)(wen)元件耐温(wen)(wen)程度的限(xian)制(zhi),因而对最高(gao)(gao)可测(ce)温(wen)(wen)度原(yuan)则上没有限(xian)制(zhi)。对于(yu)1800℃以上的高(gao)(gao)温(wen)(wen),主要采(cai)用非(fei)接(jie)触测(ce)温(wen)(wen)方法。随着红外技术的发展(zhan),辐射测(ce)温(wen)(wen) 逐渐由可见光(guang)向红外线扩展(zhan),700℃以下直至(zhi)常温(wen)(wen)都已采(cai)用,且分(fen)辨率(lv)很高(gao)(gao)。
主要应用
温(wen)(wen)度(du)(du)是(shi)表征物(wu)体冷(leng)热程度(du)(du)的(de)物(wu)理量(liang),是(shi)工农业生产过(guo)程中一个(ge)很重(zhong)要而普遍的(de)测量(liang)参数。温(wen)(wen)度(du)(du)的(de)测量(liang)及控制对保证(zheng)产品质(zhi)量(liang)、提(ti)高生产效率、节约能源、生产安全(quan)、促进国(guo)民经济的(de)发展(zhan)起到非(fei)常重(zhong)要的(de)作(zuo)用(yong)。由(you)于(yu)温(wen)(wen)度(du)(du)测量(liang)的(de)普遍性,温(wen)(wen)度(du)(du)传(chuan)(chuan)感器的(de)数量(liang)在各种传(chuan)(chuan)感器中居首(shou)位,约占50%。
温(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)传(chuan)感(gan)器是(shi)通(tong)过(guo)物(wu)(wu)体随(sui)温(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)变(bian)(bian)化(hua)(hua)而改变(bian)(bian)某(mou)种特性(xing)(xing)(xing)来(lai)间接测量的(de)。不少材料、元件(jian)的(de)特性(xing)(xing)(xing)都随(sui)温(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)的(de)变(bian)(bian)化(hua)(hua)而变(bian)(bian)化(hua)(hua),所(suo)以能(neng)(neng)作温(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)传(chuan)感(gan)器的(de)材料相当多。温(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)传(chuan)感(gan)器随(sui)温(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)而引起物(wu)(wu)理参数变(bian)(bian)化(hua)(hua)的(de)有:膨胀、电(dian)阻、电(dian)容、而电(dian)动势、磁(ci)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)、频率、光学特性(xing)(xing)(xing)及热噪声等(deng)等(deng)。随(sui)着生产(chan)的(de)发(fa)展(zhan),新(xin)型(xing)温(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)传(chuan)感(gan)器还会不断涌现。
由于工(gong)农业生产中温度(du)(du)测量的范(fan)围(wei)极宽,从(cong)零下几百(bai)度(du)(du)到零上几千度(du)(du),而各(ge)种材料做成的温度(du)(du)传感器只能在一定的温度(du)(du)范(fan)围(wei)内使用。
温(wen)(wen)(wen)度(du)传感器与(yu)被测(ce)(ce)介(jie)质的(de)(de)接触(chu)(chu)方式分为两(liang)大类:接触(chu)(chu)式和非(fei)接触(chu)(chu)式。接触(chu)(chu)式温(wen)(wen)(wen)度(du)传感器需(xu)(xu)要(yao)与(yu)被测(ce)(ce)介(jie)质保(bao)持热接触(chu)(chu),使两(liang)者进行(xing)充(chong)分的(de)(de)热交换而达(da)到同一(yi)(yi)温(wen)(wen)(wen)度(du)。这一(yi)(yi)类传感器主要(yao)有(you)电(dian)阻式、热电(dian)偶、PN结温(wen)(wen)(wen)度(du)传感器等。非(fei)接触(chu)(chu)式温(wen)(wen)(wen)度(du)传感器无需(xu)(xu)与(yu)被测(ce)(ce)介(jie)质接触(chu)(chu),而是通过被测(ce)(ce)介(jie)质的(de)(de)热辐射或(huo)对流传到温(wen)(wen)(wen)度(du)传感器,以达(da)到测(ce)(ce)温(wen)(wen)(wen)的(de)(de)目的(de)(de)。这一(yi)(yi)类传感器主要(yao)有(you)红外测(ce)(ce)温(wen)(wen)(wen)传感器。这种测(ce)(ce)温(wen)(wen)(wen)方法的(de)(de)主要(yao)特点是可以测(ce)(ce)量(liang)运(yun)动状态物质的(de)(de)温(wen)(wen)(wen)度(du)及(ji)热容量(liang)小的(de)(de)物体。