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温度传感器原理.doc

温度传感器原理

zhanxianjia
2012-11-19 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《温度传感器原理doc》,可适用于高等教育领域

一、温度传感器热电阻的应用原理温度传感器热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高性能稳定。其中铂热是阻的测量精确度是最高的它不仅广泛应用于工业测温而且被制成标准的基准仪。.温度传感器热电阻测温原理及材料温度传感器热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。温度传感器热电阻大都由纯金属材料制成目前应用最多的是铂和铜此外现在已开始采用甸、镍、锰和铑等材料制造温度传感器热电阻。.温度传感器热电阻的结构()精通型温度传感器热电阻工业常用温度传感器热电阻感温元件(电阻体)的结构及特点见表。从温度传感器热电阻的测温原理可知被测温度的变化是直接通过温度传感器热电阻阻值的变化来测量的因此温度传感器热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。为消除引线电阻的影响同般采用三线制或四线制有关具体内容参见本篇第三章第一节()铠装温度传感器热电阻铠装温度传感器热电阻是由感温元件(电阻体)、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体如图所示它的外径一般为φ~φmm最小可达φmm。与普通型温度传感器热电阻相比它有下列优点:①体积小内部无空气隙热惯性上测量滞后小②机械性能好、耐振抗冲击③能弯曲便于安装④使用寿命长。()端面温度传感器热电阻端面温度传感器热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制紧贴在温度计端面其结构如图所示。它与一般轴向温度传感器热电阻相比能更正确和快速地反映被测端面的实际温度适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。()隔爆型温度传感器热电阻隔爆型温度传感器热电阻通过特殊结构的接线盒把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内生产现场不会引超爆炸。隔爆型温度传感器热电阻可用于Bla~Bc级区内具有爆炸危险场所的温度测量。.温度传感器热电阻测温系统的组成温度传感器热电阻测温系统一般由温度传感器热电阻、连接导线和显示仪表等组成。必须注意以下两点:①温度传感器热电阻和显示仪表的分度号必须一致②为了消除连接导线电阻变化的影响必须采用三线制接法。具体内容参见本篇第三章。()铠装温度传感器热电阻铠装温度传感器热电阻是由感温元件(电阻体)、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体如图所示它的外径一般为φ~φmm最小可达φmm。与普通型温度传感器热电阻相比它有下列优点:①体积小内部无空气隙热惯性上测量滞后小②机械性能好、耐振抗冲击③能弯曲便于安装④使用寿命长。()端面温度传感器热电阻端面温度传感器热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制紧贴在温度计端面其结构如图所示。它与一般轴向温度传感器热电阻相比能更正确和快速地反映被测端面的实际温度适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。()隔爆型温度传感器热电阻隔爆型温度传感器热电阻通过特殊结构的接线盒把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影电阻体的断路修理必然要改变电阻丝的长短而影响电阻值为此更换新的电阻体为好若采用焊接修理焊后要校验合格后才能使用http:wwwchuandongcomcdbbsFDAAhtml随着时代的发展科研、农业、暖通、纺织、机房、航空航天、电力等工业部门越来越需要采用湿度传感器对产品质量的要求越业越高对环境温、湿度的控制以及对工业材料水份值的监测与分析都已成为比较普遍的技术条件之一。湿度传感器产品及湿度测量属于年代兴起的行业。如何使用好湿度传感器如何判断湿度传感器的性能这对一般用户来讲仍是一件较为复杂的技术问题。下列此文供大家参考。一、湿度传感器的分类及感湿特点湿度传感器分为电阻式和电容式两种产品的基本形式都为在基片涂覆感湿材料形成感湿膜。空气中的水蒸汽吸附于感湿材料后元件的阻抗、介质常数发生很大的变化从而制成湿敏元件。国内外各厂家的湿度传感器产品水平不一质量价格都相差较大用户如何选择性能价格比最优的理想产品确有一定难度需要在这方面作深入的了解。湿度传感器具有如下特点:、精度和长期稳定性湿度传感器的精度应达到±~±RH达不到这个水平很难作为计量器具使用湿度传感器要达到±~±RH的精度是比较困难的通常产品资料中给出的特性是在常温(℃±℃)和洁净的气体中测量的。在实际使用中由于尘土、油污及有害气体的影响使用时间一长会产生老化精度下降湿度传感器的精度水平要结合其长期稳定性去判断一般说来长期稳定性和使用寿命是影响湿度传感器质量的头等问题年漂移量控制在RH水平的产品很少一般都在±左右甚至更高。、湿度传感器的温度系数湿敏元件除对环境湿度敏感外对温度亦十分敏感其温度系数一般在~RH℃范围内而且有的湿敏元件在不同的相对湿度下其温度系数又有差别。温漂非线性这需要在电路上加温度补偿式。采用单片机软件补偿或无温度补偿的湿度传感器是保证不了全温范围的精度的湿度传感器温漂曲线的线性化直接影响到补偿的效果非线性的温漂往往补偿不出较好的效果只有采用硬件温度跟随性补偿才会获得真实的补偿效果。湿度传感器工作的温度范围也是重要参数。多数湿敏元件难以在℃以上正常工作。、湿度传感器的供电金属氧化物陶瓷高分子聚合物和氯化锂等湿敏材料施加直流电压时会导致性能变化甚至失效所以这类湿度传感器不能用直流电压或有直流成份的交流电压。必须是交流电供电。、互换性目前湿度传感器普遍存在着互换性差的现象同一型号的传感器不能互换严重影响了使用效果给维修、调试增加了困难有些厂家在这方面作出了种种努力(但互换性仍很差)取得了较好效果。、湿度校正校正湿度要比校正温度困难得多。温度标定往往用一根标准温度计作标准即可而湿度的标定标准较难实现干湿球温度计和一些常见的指针式湿度计是不能用来作标定的精度无法保证因其要求环境条件非常严格一般情况(最好在湿度环境适合的条件下)在缺乏完善的检定设备时通常用简单的饱和盐溶液检定法并测量其温度。二、对湿度传感器性能作初步判断的几种方法在湿度传感器实际标定困难的情况下可以通过一些简便的方法进行湿度传感器性能判断与检查。、一致性判定同一类型同一厂家的湿度传感器产品最好一次购买两支以上越多越说明问题放在一起通电比较检测输出值在相对稳定的条件下观察测试的一致性。若进一步检测可在h内间隔一段时间记录一天内一般都有高、中、低种湿度和温度情况可以较全面地观察产品的一致性和稳定性包括温度补偿特性。、用嘴呵气或利用其它加湿手段对传感器加湿观察其灵敏度、重复性、升湿脱湿性能以及分辨率产品的最高量程等。、对产品作开盒和关盒两种情况的测试。比较是否一致观察其热效应情况。、对产品在高温状态和低温状态(根据说明书标准)进行测试并恢复到正常状态下检测和实验前的记录作比较考查产品的温度适应性并观察产品的一致性情况。产品的性能最终要依据质检部门正规完备的检测手段。利用饱和盐溶液作标定也可使用名牌产品作比对检测产品还应进行长期使用过程中的长期标定才能较全面地判断湿度传感器的质量。三、对市场上湿度传感器产品的几点分析国内市场上出现了不少国内外湿度传感器产品电容式湿敏元件较为多见感湿材料种类主要为高分子聚合物氯化锂和金属氧化物。电容式湿敏元件的优点在于响应速度快、体积小、线性度好、较稳定国外有些产品还具备高温工作性能。但是达到上述性能的产品多为国外名牌价格都较昂贵。市场上出售的一些电容式湿敏元件低价产品往往达不到上述水平线性度、一致性和重复性都不甚理想RH以下RH以上感湿段变形严重。有些产品采用单片机补偿修正使湿度出现"阶跃"性的跳跃使精度降低出现一致性差、线性差的缺点。无论高档次或低档次的电容式湿敏元件长期稳定性都不理想多数长期使用漂移严重湿敏电容容值变化为pF级RH的变化不足pF容值的漂移改变往往引起几十RH的误差大多数电容式湿敏元件不具备℃以上温度下工作的性能往往失效和损坏。电容式湿敏元件抗腐蚀能力也较欠缺往往对环境的洁净度要求较高有的产品还存在光照失效、静电失效等现象金属氧化物为陶瓷湿敏电阻具有湿敏电容相同的优点但尘埃环境下陶瓷细孔被封堵元件就会失效往往采用通电除尘的方法来处理但效果不够理想且在易燃易爆环境下不能使用氧化铝感湿材料无法克服其表面结构"天然老化"的弱点阻抗不稳定金属氧物陶瓷湿敏电阻也同样存在长期稳定性差的弱点。氯化锂湿敏电阻具有最突出的优点是长期稳定性极强因此通过严格的工艺制作制成的仪表和传感器产品可以达到较高的精度稳定性强是产品具备良好的线性度、精密度及一致性是长期使用寿命的可靠保证。氯化锂湿敏元件的长期稳定性其它感湿材料尚无法取代。

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