傳感器畢業論文:温度傳感器

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傳感器畢業論文:温度傳感器

温度是一個基本的物理量,自然界中的一切過程無不與温度密切相關。温度傳感器是一種能感受温度並把轉換成可用輸出信號的傳感器。温度傳感器是最早開發,應用最廣的一類傳感器。

温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温度進行測量。在半導體技術的支持下,本世紀相繼開發了半導體熱電偶傳感器、pn結温度傳感器和集成温度傳感器。與之相應,根據波與物質的相互作用規律,相繼開發了聲學温度傳感器、紅外傳感器和微波傳感器。

兩種不同材質的導體,如在某點互相連接在一起,對這個連接點加熱,在它們不加熱的部位就會出現電位差。這個電位差的數值與不加熱部位測量點的温度有關,和這兩種導體的材質有關。這種現象可以在很寬的温度範圍內出現,如果精確測量這個電位差,再測出不加熱部位的環境温度,就可以準確知道加熱點的温度。由於它必須有兩種不同材質的導體,所以稱之為“熱電偶”。不同材質做出的熱電偶使用於不同的温度範圍,它們的靈敏度也各不相同。熱電偶的靈敏度是指加熱點温度變化1℃時,輸出電位差的變化量。對於大多數金屬材料支撐的熱電偶而言,這個數值大約在5~40微伏/℃之間。

熱電偶傳感器有自己的優點和缺陷,它靈敏度比較低,容易受到環境干擾信號的影響,也容易受到前置放大器温度漂移的影響,因此不適合測量微小的温度變化。由於熱電偶温度傳感器的靈敏度與材料的粗細無關,用非常細的材料也能夠做成温度傳感器。也由於製作熱電偶的金屬材料具有很好的延展性,這種細微的測温元件有極高的響應速度,可以測量快速變化的過程。

温度傳感器是五花八門的各種傳感器中最為常用的一種,現代的温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,也為我們的生活提供了無數的便利和功能。

温度傳感器有四種主要類型:熱電偶、熱敏電阻、電阻温度檢測器(rtd)和ic温度傳感器。ic温度傳感器又包括模擬輸出和數字輸出兩種類型。

接觸式温度傳感器的檢測部分與被測對象有良好的接觸,又稱温度計。

温度計通過傳導或對流達到熱平衡,從而使温度計的示值能直接表示被測對象的温度。一般測量精度較高。在一定的測温範圍內,温度計也可測量物體內部的温度分佈。但對於運動體、小目標或熱容量很小的對象則會產生較大的測量誤差,常用的温度計有雙金屬温度計、玻璃液體温度計、壓力式温度計、電阻温度計、熱敏電阻和温差電偶等。它們廣泛應用於工業、農業、商業等部門。在日常生活中人們也常常使用這些温度計。隨着低温技術在國防工程、空間技術、冶金、電子、食品、醫藥和石油化工等部門的廣泛應用和超導技術的研究,測量120k以下温度的低温温度計得到了發展,如低温氣體温度計、蒸汽壓温度計、聲學温度計、順磁鹽温度計、量子温度計、低温熱電阻和低温温差電偶等。低温温度計要求感温元件體積小、準確度高、復現性和穩定性好。利用多孔高硅氧玻璃滲碳燒結而成的滲碳玻璃熱電阻就是低温温度計的一種感温元件,可用於測量1.6~300k範圍內的温度。