集成温度传感器(常见温度传感器及优缺点)

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集成温度传感器(普通温度传感器及其优缺点)

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/前言/

无论传感器类型如何,所有温度传感器都应考虑以下四个因素:

对被测介质没有影响。

无论你测量什么,最重要的是保证测量设备本身不会影响被测介质。这在测量接触温度时尤为重要。选择精确的传感器尺寸和导线配置是减少“杆效应”和其他测量问题的主要设计考虑因素。

非常准确

在将对被测介质的影响降至最低后,如何准确测量介质变得至关重要。与精度传感器的基本特性、测量精度等有关。如果“棒效应”的设计问题解决不了,传感器再精确也无济于事。

立即响应(大多数情况下)

响应时间受传感器元件质量以及某些导线的影响。一般传感器越小,响应速度越快。

输出易于调整

应用微处理器后,非线性输出更容易调节,因此传感器输出的信号调节不成问题。

/传感器的特性分析/

上述各种重要传感器的基本工作原理各不相同,各有特点:

温标

每个传感器的温度刻度也不同。热电偶系列具有最宽的温度范围,涵盖多种热电偶类型。

精确

精度取决于传感器的基本特性。所有传感器类型的精度都不同,但铂元件和热敏电阻的精度最高。一般来说,准确度越高,价格越高。

长期稳定性

随着时间的推移,它由传感器的一致精度决定。稳定性由传感器的基本物理特性决定。高温通常会降低稳定性。由铂和玻璃封装的线绕热敏电阻是最稳定的传感器。而热电偶和半导体的稳定性最差。

输出变化

传感器输出因类型而异。热敏电阻的电阻变化与温度成反比,因此具有负温度系数(NTC)。铂基金属具有正温度系数。热电偶的千伏输出较低,会随着温度的变化而变化。半导体通常可以通过各种数字信号输出进行调节。

线性

线性定义了传感器输出在一定温度范围内均匀变化的情况。热敏电阻是指数非线性的,低温下的灵敏度比高温下高得多。随着微处理器在传感器信号调理电路中的应用越来越普遍,传感器的线性度不再是问题。

电压或电流

通电后,热敏电阻和铂元件都需要恒定的电压或电流。功率调节是掌握热敏电阻或铂RTD主动加热的关键。电流调节对半导体来说不太重要。热电偶将产生电压输出。

响应时间

也就是说,传感器引导温度的速度取决于传感器元件的尺寸和质量(假设没有应用预测方法)。半导体的响应速度最慢,线绕铂元件的响应速度第二慢。铂膜、热敏电阻和热电偶采用小封装,因此它们有高速选项。玻璃微技术资源网珠是响应速度最快的热敏电阻配置。

缺陷偏差

使用热电偶时,电气噪声是一个重要问题,它会导致不正确的温度指导。在某些情况下,电阻极高的热敏电阻可能是一个问题。

电线可能会导致电阻性设备(如热敏电阻或RTDS)出现故障偏差。当使用低电阻设备(如100铂元素)或低电阻热敏电阻时,这种影响会更显著。对于铂元件,应采用三线或四线导线配置来消除这一问题。对于热敏电阻,通常通过提高电阻值来消除这种影响。热电偶必须使用与导体材料相同的延长线和连接器,否则可能会引起问题。

性价比

虽然热电偶是最便宜、应用最广泛的传感器,但NTC热敏电阻的性价比始终是最高的。

/传感器优缺点对比/

热电偶传感器

热电偶传感器是一种自发电传感器,无需外接电源,直接将测量值转换为电位输出,应用非常方便。它的测温范围很广:-270℃ ~ 2500℃,具有结构简单、制造方便、测量范围广、精度高、惯性小、输出信号远程传输方便等优点。

热电偶的缺点是灵敏度低,容易受到环境信号的干扰,也容易受到前置放大器温度漂移的影响,不适合测量微小的温度变化。

热电偶的灵敏度与材料的厚度无关,很薄的材料也可以作为温度传感器。由于热电偶的金属材料具有良好的延展性,这种微小的测温元件具有极高的响应速度,可以测量快速变化的过程。

(赫斯曼有线集成温度传感器)

对于一般的工业应用,为了保护温度敏感元件不受腐蚀和磨损,它们总是被放在厚厚的护套中,这种护套外观很笨,对温度的反应很慢。使用热电偶时,有必要消除环境温度对测量的影响。有的把它的自由端放在恒温场中,有的用冷端补偿来抵消这种影响。当测量点远离仪器时,也应使用补偿导线。

因此,选择热电偶时应考虑以下因素:1。测量温度的刻度;2.所需的响应时间;3.连接点的类型;4.热电偶或护套材料的耐化学腐蚀性;5、抗磨损或抗振动能力;6.安装和限制请求等。

热敏电阻

热敏电阻(即“热敏电阻”)是一种高精度、经济的温度测量传感器。根据温度系数,可分为两种:NTC(负温度系数)和PTC(正温度系数)。NTC热敏电阻通常用于温度测量。

优点:灵敏度:热敏电阻可以随着非常小的温度变化而变化。精度:热敏电阻可以提供很高的绝对精度和误差。成本:对于热敏电阻的高性能,其性价比非常高。坚固性:热敏电阻的结构使其非常坚固耐用。灵活性:热敏电阻可以配置在各种物理环境中,包括极小的封装。密封:玻璃封装为其提供了一个密封的封装,以避免传感器因潮湿而失效。表面安装:提供各种尺寸和电阻公差。

(赫斯曼显示器集成温度传感器)

在热敏电阻的缺点中,主动加热通常是唯一的设计考虑因素。有必要采取适当的措施将感应电流限制在足够低的值,以便将主动加热缺陷减少到可接受的值。如果热敏电阻暴露在高温下,会造成永久性损坏。

非线性问题可以用软件或电路解决,能引起故障的阻尼问题可以用玻璃封装解决。

温度检测器(RTD)

RTD通常由铂、铜或镍制成。它们温度系数大,随温度变化响应快,能抵抗热疲劳,易于加工成精密线圈。特别是当由铂和其他金属制成时,RTD非常稳定,不受腐蚀或氧化的影响。RTD测温的原理是纯金属或某些合金的电阻随温度的升高而增大,随温度的降低而减小。电阻与温度变化的关系最好是线性的,温度系数越大(温度系数的定义是单位温度引起的电阻变化)越好,应能抵抗热疲劳,对温度变化响应灵敏。目前只有少数金属能满足这样的要求。

(LLWD集成温度传感器)

RTD还相对防止电气噪声,因此非常适合工业环境中的温度测量,尤其是电动机、发电机等高压设备周围。RTD是目前最精确、最稳定的温度传感器。其线性度优于热电偶和热敏电阻。但是RTD也是一个温度传感器,响应速度慢,价格相对昂贵。因此,RTD是最适合的应用类别,对精度要求严格,但速度和价格都不太关键。

集成电路温度传感器包括模拟输出和数字输出。集成温度传感器的重要特点是功效单一(仅测量温度)、测温误差小、价格低廉、响应速度快、传输距离远、体积小、功耗低等。适用于远距离温度测控,无需非线性校准,外围电路简单。(LL-WS62外挂式温湿度传感器)数字温度传感器是微电子技能、计算机技能和主动测试技能(ATE)的结晶。目前,智能温度传感器系列产品有多种。智能温度传感器包括温度传感器、A/D转换器、信号处理器、存储器(或存储器)和接口电路。一些产品还具有多路复用器、中央控制单元(CPU)、随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。智能温度传感器的特点是能输出温度数据和相干温度数据,适应各种单片机。而且,它在硬件上基本上是通过软件实现测试功效的,其智能协调也取决于软件开发的程度。(SBWZPK-230B防爆温度传感器)IC温度传感器有很多好处,包括技术资源网络:功耗低;科技网可供应小包装产品(部分尺寸小到0.8毫米0.8毫米);在某些应用中,还可以实现低器件成本。此外,由于集成电路传感器在生产测试过程中进行了校准,因此无需进一步校准。即使温度范围很有限,也有同样的自发热、不稳定和外接电源的问题。总之,温度IC供电与温度成正比的可读读取方式虽然便宜,但也受到配置和速度的限制。数字输出集成电路温度传感器响应速度慢,模拟输出集成电路温度传感器线性度高。