溫度傳感器是指能感受溫度并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。
功能和特點
1,檢定K、E、J、N、B、S、R、T等多種型號的工作用熱電偶
2,檢定Pt100、Pt10、Cu50、Cu100等各種工作用熱電阻,玻璃液體溫度計、壓力式溫度計、雙金屬溫度計
3,多路低電勢自動轉換開關,寄生電勢≤0.4μV
4,控制1-4臺高溫爐
5,溫場測試:可進行檢定爐、油槽、水槽、低溫恒溫槽的溫場測試
6,線制轉換:可進行二線制、三線制、四線制電阻檢定
7,軟件具有比對實驗、重復性實驗、溫場實驗等相關實驗功能
軟件平臺:
8,在Windows2000/XP以上平臺,全中文界面,標準Windows操作系統(tǒng),方便快捷。可實現:
a)設備自檢、查線
b)屏幕顯示并保存控溫曲線≤0.4μV
c)檢測數據自動采集
d)自動生成符合要求的檢定記錄
e)自動保存檢定結果,且不可人工更改
f)查詢各種熱電偶、熱電阻分度表及其它幫助
g)熱電偶、熱電阻所有歷史檢定數據、控溫曲線查詢 統(tǒng)計及計量的智能化管理功能
簡介
溫度傳感器是較早開發(fā),應用廣泛的一類傳感器。
溫度傳感器的市場份額大大超過了其他的傳感器。
從17世紀初人們開始利用溫度進行測量。在半導體技術的支持下,本世紀相繼開發(fā)了半導體熱電偶傳感器、PN結溫度傳感器和集成溫度傳感器。
與之相應,根據波與物質的相互作用規(guī)律,相繼開發(fā)了聲學溫度傳感器、紅外傳感器和微波傳感器。
溫度傳感器是五花八門的各種傳感器中較為常用的一種,現代的溫度傳感器外形非常得小;
這樣更加讓它廣泛應用在生產實踐的各個領域中,也為人們的生活提供了無數的便利和功能。
溫度傳感器有四種主要類型:
熱電偶、熱敏電阻、電阻溫度檢測器(RTD)和IC溫度傳感器。IC溫度傳感器又包括模擬輸出和數字輸出兩種類型。
紅外線
紅外線是一種人眼看不見的光線,但事實上它和其它任何光線一樣,也是一種客觀存在的物質。
任何物體只要它的溫度高于熱力學零度,就會有紅外線向周圍輻射。紅外線是位于可見光中紅色光以外的光線,故稱紅外線。它的波長范圍大致在0.75~100μm的頻譜范圍之內。
紅外輻射
紅外輻射的物理本質是熱輻射。物體的溫度越高,輻射出來的紅外線越多,紅外輻射的能量就越強。
研究發(fā)現,太陽光譜的各種單色光的熱效應從紫色光到紅色光是逐漸增大的,而且最大的熱效應出現在紅外輻射的頻率范圍之內,因此人們又將紅外輻射稱為熱輻射或者熱射線。
傳感原理
熱傳感器是利用輻射熱效應,使探測器件接收輻射能后引起溫度升高,進而使傳感器中一欄與溫度的性能發(fā)生變化。檢測其中某一性能的變化,便可探測出輻射。
多數情況下是通過賽貝克效應來探測輻射的,當器件接收輻射后,引起一非電量的物理變化,也可通過適當變化變?yōu)殡娏亢筮M行測量。
紅外溫度傳感器根據原理可分為單色溫度傳感器和雙色溫度傳感器。對于單色溫度傳感器,在進行測溫時,被測目標面積應充滿傳感器視場。
電磁流量計建議被測目標尺寸超過視場大小的50%為好。如果目標尺寸小于視場,背景輻射能量就會進入傳感器的視聲符支干擾測溫讀數,造成誤差。相反,如果目標大于測溫儀的視場,測溫儀就不會受到測量區(qū)域外面的背景影響。
選擇紅外溫度傳感器主要從性能指標和環(huán)境和工作條件兩方面來加以考慮。其中性能指標又包括溫度范圍、光斑尺寸、工作波長、測量精度、響應時間等;環(huán)境和工作條件則包括環(huán)境溫度、窗口、顯示和輸出、保護附件等。其它你也可以將使用方便、維修和校準性能以及價格等方面因素進行綜合比較。隨著紅外技術和不斷發(fā)展,用戶對紅外傳感器有很多種選擇。
一、工作條件和使用環(huán)境
1、紅外溫度傳感器的工作條件。環(huán)境溫度、窗口、顯示和輸出、保護附件等都是選購時需要考慮的問題。這些和儀器的保養(yǎng)、維修等密切相關。
2、傳感器使用的環(huán)境也決定了你可以選擇何種紅外溫度傳感器。比如雙色溫度傳感器更適用于煙霧、灰塵等環(huán)境下,而光纖雙色溫度傳感器則更適用于噪聲、電磁場、震動或難以接近環(huán)境中。
二、光學分辨率由D與S之比確定,是傳感器到目標之間的距離D與測量光斑直徑S之比。如果傳感器由于環(huán)境條件限制必須安裝在遠離目標之處,而又要測量小的目標,就應選擇高光學分辨率的傳感器。光學分辨率越高,即增大D:S比值,測溫儀的成本也越高。
三、響應時間表示紅外溫度傳感器對被測溫度變化的反應速度,定義為到達最后讀數的95%能量所需要時間,它與光電探測器、信號處理電路及顯示系統(tǒng)的時間常數有關。新型紅外溫度傳感器響應時間可達1ms。這要比接觸式測溫方法,快得多。如果目標的運動速度很快或測量快速加熱的目標時,要選用快速響應紅外溫度傳感器,否則達不到足夠的信號響應,會降低測量精度。然而,并不是所有應用都要求快速響應的紅外溫度傳感器。對于靜止的或目標熱過程存在熱慣性時,測溫儀的響應時間就可以放寬要求了。因此,紅外溫度傳感器響應時間的選擇要和被測目標的情況相適應。
四、信號處理功能:
測量離散過程(如零件生產)和連續(xù)過程不同,要求紅外溫度傳感器有信號處理功能(如峰值保持、谷值保持、平均值)。如測溫傳送帶上的玻璃時,就要用峰值保持,其溫度的輸出信號傳送至控制器內。
五、環(huán)境條件考慮
溫度傳感器所處的環(huán)境條件對測量結果有很大影響,應加以考慮、并適當解決,否則會影響測溫精度甚至引起測溫儀的損壞。當環(huán)境溫度過高、存在灰塵、煙霧和蒸汽的條件下,可選用廠商提供的保護套、水冷卻、空氣冷卻系統(tǒng)、空氣吹掃器等附件。這些附件可有效地解決環(huán)境影響并保護測溫儀,實現準確測溫。在確定附件時,應盡可能要求標準化服務,以降低安裝成本。調查煙霧、灰塵或其他顆粒降低測量能量信號,雙色溫度傳感器是較佳選擇。在噪聲、電磁場、震動或難以接近環(huán)境條件下,或其他惡劣條件下,光纖雙色溫度傳感器是較佳選擇。
六、確定測溫范圍
測溫范圍是傳感器重要的一個性能指標,每種型號的傳感器都有自己特定的測溫范圍。因此,用戶的被測溫度范圍一定要考慮準確、周全,既不要過窄,也不要過寬。根據黑體輻射定律,在光譜的短波段由溫度引起的輻射能量的變化將超過由發(fā)射率誤差所引起的輻射能量的變化,因此,測溫時應盡量選用短波較好。
七、確定目標尺寸
紅外溫度傳感器根據原理可分為單色溫度傳感器和雙色溫度傳感器。對于單色溫度傳感器,在進行測溫時,被測目標面積應充滿傳感器視場。建議被測目標尺寸超過視場大小的50%為好。如果目標尺寸小于視場,背景輻射能量就會進入傳感器的視聲符支干擾測溫讀數,造成誤差。相反,如果目標大于測溫儀的視場,測溫儀就不會受到測量區(qū)域外面的背景影響。
八、確定波長范圍
目標材料的發(fā)射率和表面特性決定測溫儀的光譜響應或波長。對于高反射率合金材料,有低的或變化的發(fā)射率。在高溫區(qū),測量金屬材料的較佳波長是近紅外,可選用0.18-1.0μm波長。其他溫區(qū)可選用1.6μm、2.2μm和3.9μm波長。由于有些材料在一定波長是透明的,紅外能量會穿透這些材料,對這種材料應選擇特殊的波長。如測量玻璃內部溫度選用10μm、2.2μm和3.9μm(被測玻璃要很厚,否則會透過)波長;測量玻璃內部溫度選用5.0μm波長;測低區(qū)區(qū)選用8-14μm波長為宜;再如測量聚乙烯塑料薄膜選用3.43μm波長,聚醋類選用4.3μm或7.9μm波長。厚度超過0.4mm選用8-14μm波長;又如測火焰中的C02用窄帶4.24-4.3μm波長,測火焰中的C0用窄帶4.64μm波長,測量火焰中的N02用4.47μm波長。