可见,只要测出eAB(T,T0)的大小,就能得到被测温度t,这就是利用热电偶测温的原理。表1为常用的电偶材料搭配及性能指标。
表1 常用的电偶材料及性能指标
热偶名称
适用温度(1型)
允许差值
铜-铜镍
-40~350℃
0.5℃
镍铬-铜镍
-40~800℃
1.5℃
铁-铜镍
-40~750℃
1.5℃
铂铑-铂
0~1100℃
1.5℃
热电偶式传感器的缺点:体积大,灵敏度低。
热电偶式传感器的优点:寿命长,抗干扰能力好,测温范围宽。
3.1.2 热电阻温度传感器
热电阻温度传感器是利用导体或半导体的电阻值随温度变化而变化的原理进行测温的。目前最常用的热电阻有铂热电阻和铜热电阻。典型的热阻式传感器如图2所示。表2给出了铜热电阻的分度表。
图2 热电阻式温度传感器
表2 铜热电阻分度表(R=50欧)
温度/℃
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
电阻/Ω
39.24
41.40
43.55
45.70
47.85
50.00
52.14
45.28
56.42
58.56
60.70
温度/℃
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
电阻/Ω
62.84
64.98
67.12
69.26
71.40
73.54
75.68
77.83
79.98
82.13
热电阻式温度传感器的优点:电阻温度系数大,灵敏度高;电阻率高,热惯性小;结构简单。
热电阻式温度传感器的缺点:阻值与温度变化呈非线性;稳定性和互换性差。
3.2 非接触式电热传感器
非接触式测温方法是应用物体的热辐射能量随温度的变化而变化的原理。物体辐射能量的大小与温度有关,当选择合适的接收检测装置时,便可测得被测对象发出的热辐射能量并且转换成可测量和显示的各种信号,实现温度的测量。这类测温方法的温度传感器主要有光电高温传感器、红外辐射温度传感器、光纤高温传感器等。测量范围600—6000度。 红外辐射温度传感器如图3所示。
图3 红外辐射温度传感器
④ 应用中注意事项
选择温度传感器比选择其它类型的传感器所需要考虑的内容更多。首先,必须选择传感器的结构,使敏感元件的规定的测量时间之内达到所测流体或被测表面的温度。温度传感器的输出仅仅是敏感元件的温度。实际上,要确保传感器指示的温度即为所测对象的温度,常常是很困难的。 在大多数情况下,对温度传感器的选用,需考虑以下几个方面的问题:
(1) 被测对象的温度是否需记录、报警和自动控制,是否需要远距离测量和传送。
(2) 测温范围的大小和精度要求。
(3) 测温元件大小是否适当。
(4) 在被测对象温度随时间变化的场合,测温元件的滞后能否适应测温要求。
(5) 被测对象的环境条件对测温元件是否有损害。
(6) 价格如保,使用是否方便。
温度传感器的选择主要是根据测量范围。当测量范围预计在总量程之内,可选用铂电阻传感器。较窄的量程通常要求传感器必须具有相当高的基本电阻,以便获得足够大的电阻变化。热敏电阻所提供的足够大的电阻变化使得这些敏感元件非常适用于窄的测量范围。如果测量范围相当大时,热电偶更适用。最好将冰点也包括在此范围内,因为热电偶的分度表是以此温度为基准的。已知范围内的传感器线性也可作为选择传感器的附加条件。
⑤ 产品图片
一体化双只温度变送器