溫度傳感器基本概念
發(fā)布時間：2016-07-07 19:01:29 查看次數(shù)：1467
溫度是表征物體冷熱程度的物理量。在人類社會的生產(chǎn)、科研和日常生活中溫度的測量都占有重要的地位。溫度傳感器用于家電產(chǎn)品中的空調(diào)、干燥器、電冰箱、微波爐等，還可用來控制汽車發(fā)動機(jī)如測定水溫、吸氣溫度等，也廣泛用于檢測化工廠的溶液和氣體的溫度。但是溫度不能直接測量，只能通過物體隨溫度變化的某些特性來間接測量。
用來度量物體溫度數(shù)值的標(biāo)尺叫溫標(biāo)。它規(guī)定了溫度的讀數(shù)起點(diǎn)(零點(diǎn))和測量溫度的基本單位。目前國際上用得較多的溫標(biāo)有華氏溫標(biāo)、攝氏溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)和國際實用溫標(biāo)。
溫度傳感器有各種類型，根據(jù)敏感元件與被測介質(zhì)接觸與否可分為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為熱電阻和熱電偶兩類。在選擇溫度傳感器時，應(yīng)考慮到諸多因素，如被測對象的濕度范圍、傳感器的靈敏度、精度和噪聲、響應(yīng)速度、使用環(huán)境、價格等。下面主要對接觸式和非接觸式傳感器進(jìn)行介紹。
(1)接觸式溫度傳感器
接觸式溫度傳感器的檢測部分與被測對象有良好的接觸，又稱溫度計。
溫度計通過傳導(dǎo)或?qū)α鬟_(dá)到熱平衡，從而使溫度計的示值能直接表示被測對象的溫度。一般測量精度較高。在一定的測溫范圍內(nèi)溫度計也可測量物體內(nèi)部的溫度分布。但對于運(yùn)動體、小目標(biāo)或熱容量很小的對象，則會產(chǎn)生較大的測量誤差，常用的溫度計有雙金屬溫度計、玻璃液體溫度計、壓力式溫度計、電阻溫度計、熱敏電阻和溫差電偶等。它們廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)等部門。在日常生活中人們也常常使用這些溫度計。隨著低溫技術(shù)在國防工程、空間技術(shù)、冶金、電子、食品、醫(yī)藥和石油化工等部月的廣泛應(yīng)用和超導(dǎo)技術(shù)的研究，測量120K以下溫度的低溫溫度計得到了發(fā)展，如低溫氣體溫度計、蒸汽壓溫度計、聲學(xué)溫度計、量子溫度計、低溫?zé)犭娮韬偷蜏販夭铍娕嫉�。低溫溫度計要求感溫元件體積小、準(zhǔn)確度高、復(fù)現(xiàn)性和穩(wěn)定性好。利用多孔高硅氧玻璃滲碳燒結(jié)而成的滲碳玻璃熱電阻，就是低溫溫度計的一種感溫元件，可用于測量1.6一300K范圍內(nèi)的溫度。
(2)非接觸式溫度傳感器
非接觸式溫度傳感器的敏感元件與被測對象互不接觸，又稱非接觸式測溫儀表。這種儀表可用來測量運(yùn)動物體、小目標(biāo)和熱容量小或溫度變化迅速(瞬變)對象的表面溫度，也可用于測量溫度場的溫度分布。
最常用的非接觸式測溫儀表，基于黑體輻射的基本定律稱為輻射測溫儀表。輻射測溫法包括亮度法(見光學(xué)高溫計)、輻射法(見輻射高溫計)和比色法(見比色溫度計)。各類輻射測溫方法只能測出對應(yīng)的光度溫度、輻射溫度或比色溫度。只有對黑體(吸收全部輻射并不反射光的物體)所測溫度才是真實溫度。如欲測定物體的真實溫度，則必須進(jìn)行材料表面發(fā)射率的修正。而材料表面發(fā)射率，不僅取決于溫度和波長，而且還與表面狀態(tài)、涂膜和微觀組織等有關(guān)，因此很難精確測量。在自動化生產(chǎn)中，往往需要利用輻射測溫法，來測量或控制某些物體的表面溫度，如冶金中的鋼帶軋制溫度、鍛件溫度和各種熔融金屬在冶煉爐或坩堝中的溫度。在這些具體情況下，物體表面發(fā)射率的測量是相當(dāng)困難的。對于固體表面溫度自動測量和控制，可以采用附加的反射鏡，使與被測表面一起組成黑體空腔。附加輻射的影響，能提高被測表面的有效輻射和有效發(fā)射系數(shù)。利用有效發(fā)射系數(shù)，通過儀表時實測溫度進(jìn)行相應(yīng)的修正，最終可得到被測表面的真實溫度。
http://www.xaganda.com溫濕度記錄儀
用來度量物體溫度數(shù)值的標(biāo)尺叫溫標(biāo)。它規(guī)定了溫度的讀數(shù)起點(diǎn)(零點(diǎn))和測量溫度的基本單位。目前國際上用得較多的溫標(biāo)有華氏溫標(biāo)、攝氏溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)和國際實用溫標(biāo)。
溫度傳感器有各種類型，根據(jù)敏感元件與被測介質(zhì)接觸與否可分為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為熱電阻和熱電偶兩類。在選擇溫度傳感器時，應(yīng)考慮到諸多因素，如被測對象的濕度范圍、傳感器的靈敏度、精度和噪聲、響應(yīng)速度、使用環(huán)境、價格等。下面主要對接觸式和非接觸式傳感器進(jìn)行介紹。
(1)接觸式溫度傳感器
接觸式溫度傳感器的檢測部分與被測對象有良好的接觸，又稱溫度計。
溫度計通過傳導(dǎo)或?qū)α鬟_(dá)到熱平衡，從而使溫度計的示值能直接表示被測對象的溫度。一般測量精度較高。在一定的測溫范圍內(nèi)溫度計也可測量物體內(nèi)部的溫度分布。但對于運(yùn)動體、小目標(biāo)或熱容量很小的對象，則會產(chǎn)生較大的測量誤差，常用的溫度計有雙金屬溫度計、玻璃液體溫度計、壓力式溫度計、電阻溫度計、熱敏電阻和溫差電偶等。它們廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)等部門。在日常生活中人們也常常使用這些溫度計。隨著低溫技術(shù)在國防工程、空間技術(shù)、冶金、電子、食品、醫(yī)藥和石油化工等部月的廣泛應(yīng)用和超導(dǎo)技術(shù)的研究，測量120K以下溫度的低溫溫度計得到了發(fā)展，如低溫氣體溫度計、蒸汽壓溫度計、聲學(xué)溫度計、量子溫度計、低溫?zé)犭娮韬偷蜏販夭铍娕嫉�。低溫溫度計要求感溫元件體積小、準(zhǔn)確度高、復(fù)現(xiàn)性和穩(wěn)定性好。利用多孔高硅氧玻璃滲碳燒結(jié)而成的滲碳玻璃熱電阻，就是低溫溫度計的一種感溫元件，可用于測量1.6一300K范圍內(nèi)的溫度。
(2)非接觸式溫度傳感器
非接觸式溫度傳感器的敏感元件與被測對象互不接觸，又稱非接觸式測溫儀表。這種儀表可用來測量運(yùn)動物體、小目標(biāo)和熱容量小或溫度變化迅速(瞬變)對象的表面溫度，也可用于測量溫度場的溫度分布。
最常用的非接觸式測溫儀表，基于黑體輻射的基本定律稱為輻射測溫儀表。輻射測溫法包括亮度法(見光學(xué)高溫計)、輻射法(見輻射高溫計)和比色法(見比色溫度計)。各類輻射測溫方法只能測出對應(yīng)的光度溫度、輻射溫度或比色溫度。只有對黑體(吸收全部輻射并不反射光的物體)所測溫度才是真實溫度。如欲測定物體的真實溫度，則必須進(jìn)行材料表面發(fā)射率的修正。而材料表面發(fā)射率，不僅取決于溫度和波長，而且還與表面狀態(tài)、涂膜和微觀組織等有關(guān)，因此很難精確測量。在自動化生產(chǎn)中，往往需要利用輻射測溫法，來測量或控制某些物體的表面溫度，如冶金中的鋼帶軋制溫度、鍛件溫度和各種熔融金屬在冶煉爐或坩堝中的溫度。在這些具體情況下，物體表面發(fā)射率的測量是相當(dāng)困難的。對于固體表面溫度自動測量和控制，可以采用附加的反射鏡，使與被測表面一起組成黑體空腔。附加輻射的影響，能提高被測表面的有效輻射和有效發(fā)射系數(shù)。利用有效發(fā)射系數(shù)，通過儀表時實測溫度進(jìn)行相應(yīng)的修正，最終可得到被測表面的真實溫度。
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