溫度傳感器工作原理
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溫度傳感器工作原理,溫度傳感器是溫度測量儀表的核心部分,是指能感受溫度並轉換成可用輸出信號的傳感器,品種繁多,也是用處比較廣的工具。以下分享溫度傳感器工作原理。
金屬收縮原理設計的傳感器:金屬在環境溫度變化後會產生一個適當的伸延,因此傳感器可以以有所不同方式對這種反應展開信號切換。
雙金屬片式傳感器:雙金屬片由兩片有所不同膨脹係數的金屬貼在一起而構成,隨着溫度變化,材料A比另外一種金屬收縮程度要高,引發金屬片傾斜。傾斜的曲率可以轉換成一個輸入信號。
雙金屬桿和金屬管傳感器:隨着溫度增高,金屬管(材料A)長度減少,而不收縮鋼杆(金屬B)的長度並不減少,這樣由於方位的轉變,金屬管的線性收縮就可以展開傳送。反過來,這種線性收縮可以轉換成一個輸入信號。
液體和氣體的變形曲線設計的傳感器:在溫度變化時,液體和氣體同樣會適當產生體積的變化。多種類型的結構可以把這種收縮的變化轉換成方位的變化,這樣產生方位的變化輸入(電位計、感應器偏差、擋流板等等)。
電阻傳感器:金屬隨着溫度變化,其電阻值也發生變化。對於有所不同金屬來說,溫度每變化一度,電阻值變化是有所不同的,而電阻值又可以必要作爲輸入信號。
熱電偶傳感器:熱電偶由兩個有所不同材料的金屬線構成,在末端焊在一起。對這個連接點冷卻,在它們不冷卻的部位就會經常出現電位差。這個電位差的數值與不冷卻部位測量點的溫度有關,和這兩種導體的材質有關。
什麼是溫度傳感器?
溫度傳感器是一種測量物體冷熱程度的設備,以可讀的形式通過電信號提供溫度測量。比較常見的是熱電偶和電阻溫度檢測器。
溫度傳感器類型
在實際應用中,有許多的溫度傳感器可以用,根據實際應用具有不同的特性,溫度傳感器由兩種基本物理類型組成:
接觸式溫度傳感器類型——這些類型的溫度傳感器需要與被感測對象物理接觸,並使用傳導來監測溫度變化。它們可用於在很寬的溫度範圍內檢測固體、液體或氣體。
非接觸式溫度傳感器類型——這些類型的溫度傳感器使用對流和輻射來監測溫度變化。它們可用於檢測液體和氣體,這些液體和氣體隨着熱量的升高和冷在對流中沉降到底部而發射輻射能,或者檢測以紅外輻射(太陽)形式從物體傳輸的輻射能。
接觸式和非接觸式溫度傳感器進一步分爲以下溫度傳感器,接下來將對這些溫度傳感器的原理進行解釋
溫度傳感器原理
一、溫度傳感器工作原理–恆溫器
恆溫器是一種接觸式溫度傳感器,由兩種不同金屬(如鋁、銅、鎳或鎢)組成的雙金屬條組成。
兩種金屬的線性膨脹係數的差異導致它們在受熱時產生機械彎曲運動。
一、溫度傳感器工作原理–雙金屬恆溫器
恆溫器由兩種熱度不同的金屬背靠背粘在一起組成。當天氣寒冷時,觸點閉合,電流通過恆溫器。當它變熱時,一種金屬比另一種金屬膨脹得更多,粘合的雙金屬條向上(或向下)彎曲,打開觸點,防止電流流動。
有兩種主要類型的雙金屬條,主要基於它們在受到溫度變化時的運動。有在設定溫度點對電觸點產生瞬時“開/關”或“關/開”類型動作的“速動”類型,以及逐漸改變其位置的較慢“蠕變”類型隨着溫度的'變化。
速動型恆溫器通常用於我們家中,用於控制烤箱、熨斗、浸入式熱水箱的溫度設定點,也可以在牆上找到它們來控制家庭供暖系統。
爬行器類型通常由雙金屬線圈或螺旋組成,隨着溫度的變化緩慢展開或盤繞。一般來說,爬行型雙金屬條對溫度變化比標準的按扣開/關類型更敏感,因爲條更長更薄,非常適合用於溫度計和錶盤等。
二、溫度傳感器工作原理–熱敏電阻
熱敏電阻通常由陶瓷材料製成,例如鍍在玻璃中的鎳、錳或鈷的氧化物,這使得它們很容易損壞。與速動類型相比,它們的主要優勢在於它們對溫度、準確性和可重複性的任何變化的響應速度。
大多數熱敏電阻具有負溫度係數(NTC),這意味着它們的電阻隨着溫度的升高而降低。但是,有一些熱敏電阻具有正溫度係數 (PTC),並且它們的電阻隨着溫度的升高而增加。
熱敏電阻的額定值取決於它們在室溫下的電阻值(通常爲 25 o C)、它們的時間常數(對溫度變化作出反應的時間)以及它們相對於流過它們的電流的額定功率。與電阻一樣,熱敏電阻在室溫下的電阻值從 10 兆歐到幾歐姆不等,但出於傳感目的,通常使用以千歐爲單位的那些類型。
一、什麼是溫度傳感器?
溫度傳感器(temperaturetransducer)是指能感受溫度並轉換成可用輸出信號的傳感器。溫度傳感器是溫度測量儀表的核心部分,品種繁多。按測量方式可分爲接觸式和非接觸式兩大類,按照傳感器材料及電子元件特性分爲熱電阻和熱電偶兩類。
二、溫度傳感器工作原理是什麼?
溫度傳感器是指能感受溫度並轉換成可用輸出信號的傳感器。溫度傳感器是溫度測量儀表的核心部分,品種繁多。按測量方式可分爲接觸式和非接觸式兩大類,按照傳感器材料及電子元件特性分爲熱電阻和熱電偶兩類。
電阻傳感:金屬隨着溫度變化,其電阻值也發生變化,對於不同金屬來說,溫度每變化一度,電阻值變化是不同的,而電阻值又可以直接作爲輸出信號。
1、正溫度係數:
①溫度升高=阻值增加
②溫度降低=阻值減少
2、負溫度係數:
①溫度升高=阻值減少
②溫度降低=阻值增加
三、地面溫度傳感器故障問題
有時所有的溫度傳感器數據都異常或發生跳變,或者氣溫與地面溫度、地面與淺層、深層地溫直接的示數變化不太合理。比如夏季晴朗的中午氣溫與地面溫度接近,或者地面與淺層、深層地溫沒有依次明顯遞減等。疏鬆地溫場容易造成地溫數據異常,一是因爲地溫場疏鬆后土質鬆軟造成地面和5cm地溫傳感器示數接近,二是在疏鬆地溫場的過程中容易碰到傳感器造成數據跳變明顯。
地溫經常出現的故障是一路地溫或全部溫度出現問題:地溫值出現不連續的跳變;地溫值偏低或偏高;地溫值均爲-24.6℃或維持某值長期不變。
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