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溫度傳感器基本概念
發(fā)布時(shí)間：2016-07-07 19:01:29 查看次數(shù)：1454
溫度是表征物體冷熱程度的物理量。在人類(lèi)社會(huì)的生產(chǎn)、科研和日常生活中溫度的測(cè)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(lái)控制汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)如測(cè)定水溫、吸氣溫度等，也廣泛用于檢測(cè)化工廠(chǎng)的溶液和氣體的溫度。但是溫度不能直接測(cè)量，只能通過(guò)物體隨溫度變化的某些特性來(lái)間接測(cè)量。
用來(lái)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(cè)量溫度的基本單位。目前國(guó)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(guó)際實(shí)用溫標(biāo)。
溫度傳感器有各種類(lèi)型，根據(jù)敏感元件與被測(cè)介質(zhì)接觸與否可分為接觸式和非接觸式兩大類(lèi)。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(lèi)。在選擇溫度傳感器時(shí)，應(yīng)考慮到諸多因素，如被測(cè)對(duì)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(jià)格等。下面主要對(duì)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(cè)部分與被測(cè)對(duì)象有良好的接觸，又稱(chēng)溫度計(jì)。
溫度計(jì)通過(guò)傳導(dǎo)或?qū)α鬟_(dá)到熱平衡，從而使溫度計(jì)的示值能直接表示被測(cè)對(duì)象的溫度。一般測(cè)量精度較高。在一定的測(cè)溫范圍內(nèi)溫度計(jì)也可測(cè)量物體內(nèi)部的溫度分布。但對(duì)于運(yùn)動(dòng)體、小目標(biāo)或熱容量很小的對(duì)象，則會(huì)產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差，常用的溫度計(jì)有雙金屬溫度計(jì)、玻璃液體溫度計(jì)、壓力式溫度計(jì)、電阻溫度計(jì)、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(mén)。在日常生活中人們也常常使用這些溫度計(jì)。隨著低溫技術(shù)在國(guó)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(cè)量120K以下溫度的低溫溫度計(jì)得到了發(fā)展，如低溫氣體溫度計(jì)、蒸汽壓溫度計(jì)、聲學(xué)溫度計(jì)、量子溫度計(jì)、低溫?zé)犭娮韬偷蜏販夭铍娕嫉�。低溫溫度�?jì)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(jì)的一種感溫元件，可用于測(cè)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(cè)對(duì)象互不接觸，又稱(chēng)非接觸式測(cè)溫儀表。這種儀表可用來(lái)測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體、小目標(biāo)和熱容量小或溫度變化迅速(瞬變)對(duì)象的表面溫度，也可用于測(cè)量溫度場(chǎng)的溫度分布。
最常用的非接觸式測(cè)溫儀表，基于黑體輻射的基本定律稱(chēng)為輻射測(cè)溫儀表。輻射測(cè)溫法包括亮度法(見(jiàn)光學(xué)高溫計(jì))、輻射法(見(jiàn)輻射高溫計(jì))和比色法(見(jiàn)比色溫度計(jì))。各類(lèi)輻射測(cè)溫方法只能測(cè)出對(duì)應(yīng)的光度溫度、輻射溫度或比色溫度。只有對(duì)黑體(吸收全部輻射并不反射光的物體)所測(cè)溫度才是真實(shí)溫度。如欲測(cè)定物體的真實(shí)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(zhǎng)，而且還與表面狀態(tài)、涂膜和微觀(guān)組織等有關(guān)，因此很難精確測(cè)量。在自動(dòng)化生產(chǎn)中，往往需要利用輻射測(cè)溫法，來(lái)測(cè)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(cè)量是相當(dāng)困難的。對(duì)于固體表面溫度自動(dòng)測(cè)量和控制，可以采用附加的反射鏡，使與被測(cè)表面一起組成黑體空腔。附加輻射的影響，能提高被測(cè)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(guò)儀表時(shí)實(shí)測(cè)溫度進(jìn)行相應(yīng)的修正，最終可得到被測(cè)表面的真實(shí)溫度。
http://www.snqqahje.cn溫濕度記錄儀
用來(lái)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(cè)量溫度的基本單位。目前國(guó)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(guó)際實(shí)用溫標(biāo)。
溫度傳感器有各種類(lèi)型，根據(jù)敏感元件與被測(cè)介質(zhì)接觸與否可分為接觸式和非接觸式兩大類(lèi)。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(lèi)。在選擇溫度傳感器時(shí)，應(yīng)考慮到諸多因素，如被測(cè)對(duì)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(jià)格等。下面主要對(duì)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(cè)部分與被測(cè)對(duì)象有良好的接觸，又稱(chēng)溫度計(jì)。
溫度計(jì)通過(guò)傳導(dǎo)或?qū)α鬟_(dá)到熱平衡，從而使溫度計(jì)的示值能直接表示被測(cè)對(duì)象的溫度。一般測(cè)量精度較高。在一定的測(cè)溫范圍內(nèi)溫度計(jì)也可測(cè)量物體內(nèi)部的溫度分布。但對(duì)于運(yùn)動(dòng)體、小目標(biāo)或熱容量很小的對(duì)象，則會(huì)產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差，常用的溫度計(jì)有雙金屬溫度計(jì)、玻璃液體溫度計(jì)、壓力式溫度計(jì)、電阻溫度計(jì)、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(mén)。在日常生活中人們也常常使用這些溫度計(jì)。隨著低溫技術(shù)在國(guó)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(cè)量120K以下溫度的低溫溫度計(jì)得到了發(fā)展，如低溫氣體溫度計(jì)、蒸汽壓溫度計(jì)、聲學(xué)溫度計(jì)、量子溫度計(jì)、低溫?zé)犭娮韬偷蜏販夭铍娕嫉�。低溫溫度�?jì)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(jì)的一種感溫元件，可用于測(cè)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(cè)對(duì)象互不接觸，又稱(chēng)非接觸式測(cè)溫儀表。這種儀表可用來(lái)測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體、小目標(biāo)和熱容量小或溫度變化迅速(瞬變)對(duì)象的表面溫度，也可用于測(cè)量溫度場(chǎng)的溫度分布。
最常用的非接觸式測(cè)溫儀表，基于黑體輻射的基本定律稱(chēng)為輻射測(cè)溫儀表。輻射測(cè)溫法包括亮度法(見(jiàn)光學(xué)高溫計(jì))、輻射法(見(jiàn)輻射高溫計(jì))和比色法(見(jiàn)比色溫度計(jì))。各類(lèi)輻射測(cè)溫方法只能測(cè)出對(duì)應(yīng)的光度溫度、輻射溫度或比色溫度。只有對(duì)黑體(吸收全部輻射并不反射光的物體)所測(cè)溫度才是真實(shí)溫度。如欲測(cè)定物體的真實(shí)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(zhǎng)，而且還與表面狀態(tài)、涂膜和微觀(guān)組織等有關(guān)，因此很難精確測(cè)量。在自動(dòng)化生產(chǎn)中，往往需要利用輻射測(cè)溫法，來(lái)測(cè)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(cè)量是相當(dāng)困難的。對(duì)于固體表面溫度自動(dòng)測(cè)量和控制，可以采用附加的反射鏡，使與被測(cè)表面一起組成黑體空腔。附加輻射的影響，能提高被測(cè)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(guò)儀表時(shí)實(shí)測(cè)溫度進(jìn)行相應(yīng)的修正，最終可得到被測(cè)表面的真實(shí)溫度。
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