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KEYENCE溫度傳感器工作原理和挑選方法

更新時間:2023-07-13   點(diǎn)擊次數(shù):647次

  KEYENCE溫度傳感器工作原理和挑選方法

  KEYENCE溫度傳感器金屬在環(huán)境溫度變化后會產(chǎn)生一個相應(yīng)的延伸,因此傳感器可以以不同方式對這種反應(yīng)進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換。

  KEYENCE溫度傳感器兩片不同膨脹系數(shù)的金屬貼在一起而組成,隨著溫度變化,材料A比另外一種金屬膨脹程度要高,引起金屬片彎曲。彎曲的曲率可以轉(zhuǎn)換成一個輸出信號。

  雙金屬桿和金屬管傳感器

  隨著溫度升高,金屬管(材料A)長度增加,而不膨脹鋼桿(金屬B)的長度并不增加,這樣由于位置的改變,金屬管的線性膨脹就可以進(jìn)行傳遞。反過來,這種線性膨脹可以轉(zhuǎn)換成一個輸出信號。

  熱電偶由兩個不同材料的金屬線組成,在末端焊接在一起。再測出不加熱部位的環(huán)境溫度,就可以準(zhǔn)確知道加熱點(diǎn)的溫度。由于它必須有兩種不同材質(zhì)的導(dǎo)體,所以稱之為熱電偶。不同材質(zhì)做出的熱電偶使用于不同的溫度范圍,它們的靈敏度也各不相同。熱電偶的靈敏度是指加熱點(diǎn)溫度變化1℃時,輸出電位差的變化量。對于大多數(shù)金屬材料支撐的熱電偶而言,這個數(shù)值大約在5~40微伏/℃之間。

  由于熱電偶溫度傳感器的靈敏度與材料的粗細(xì)無關(guān),用非常細(xì)的材料也能夠做成溫度傳感器。也由于制作熱電偶的金屬材料具有很好的延展性,這種細(xì)微的測溫元件有的響應(yīng)速度,可以測量快速變化的過程。

  如果要進(jìn)行可靠的溫度測量,首先就需要選擇正確的溫度儀表,也就是溫度傳感器。其中熱電偶、熱敏電阻、鉑電阻(RTD)和溫度IC都是測試中的溫度傳感器。

  以下是對熱電偶和熱敏電阻兩種溫度儀表的特點(diǎn)介紹。

  1、熱電偶

  熱電偶是溫度測量中的溫度傳感器。其主要好處是寬溫度范圍和適應(yīng)各種大氣環(huán)境,而且結(jié)實(shí)、價低,無需供電,也是的。熱電偶由在一端連接的兩條不同金屬線(金屬A和金屬B)構(gòu)成,當(dāng)熱電偶一端受熱時,熱電偶電路中就有電勢差??捎脺y量的電勢差來計(jì)算溫度。

  不過,電壓和溫度間是非線性關(guān)系,溫度由于電壓和溫度是非線性關(guān)系,因此需要為參考溫度(Tref)作第二次測量,并利用測試設(shè)備軟件或硬件在儀器內(nèi)部處理電壓-溫度變換,以最終獲得熱偶溫度(Tx)。數(shù)據(jù)采集器均有內(nèi)置的測量了運(yùn)算能力。

  簡而言之,熱電偶是的溫度傳感器,但熱電偶并不適合高精度的的測量和應(yīng)用。

  2、熱敏電阻

  熱敏電阻是用半導(dǎo)體材料, 大多為負(fù)溫度系數(shù),即阻值隨溫度增加而降低。溫度變化會造成大的阻值改變,因此它是的溫度傳感器。但熱敏電阻的線性度極差,并且與生產(chǎn)工藝有很大關(guān)系。制造商給不出標(biāo)準(zhǔn)化的熱敏電阻曲線。

  熱敏電阻體積非常小,對溫度變化的響應(yīng)也快。但熱敏電阻需要使用電流源,小尺寸也使它對自熱誤差極為敏感。

  熱敏電阻在兩條線上測量的是絕對溫度, 有較好的精度,但它比熱偶貴, 可測溫度范圍也小于熱偶。一種常用熱敏電阻在25℃時的阻值為5kΩ,每1℃的溫度改變造成KEYENCE溫度傳感器的電阻變化。注意10Ω的引線電阻僅造成可忽略的 0.05℃誤差。它非常適合需要進(jìn)行快速和靈敏溫度測量的電流控制應(yīng)用。尺寸小對于有空間要求的應(yīng)用是有利的,但必須注意防止自熱誤差。

  KEYENCE溫度傳感器還有其自身的測量技巧。熱敏電阻體積小是優(yōu)點(diǎn),它能很快穩(wěn)定,不會造成熱負(fù)載。不過也因此很不結(jié)實(shí),大電流會造成自熱。由于熱敏電阻是一種電阻性器件,任何電流源都會在其上因功率而造成發(fā)熱。功率等于電流平方與電阻的積。因此要使用小的電流源。如果熱敏電阻暴露在高熱中,將導(dǎo)致性的損壞。

  通過對兩種溫度儀表的介紹,希望對大家工作學(xué)習(xí)有所幫助。


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