ob体 温度测量

不同类型的温度传感器用于工业

介绍

电子温度传感器有两种基本类型:电阻器件和电压器件。电阻装置是一种电阻随温度变化的装置。电阻器件可进一步分为PTC(正温度系数)器件和NTC(负温度系数)器件。PTC的电阻随温度的升高而增大;最常见的是RTD。相反,NTC的电阻随着温度的升高而减小。最常见的NTC是热敏电阻。

1. rtd

RTD是一个非常稳定,高度准确和非常精确。它具有近似线性的特性。这些特性允许非常简单的更换损坏的RTD,而不必重新调整控制回路。典型RTD的特征如图所示。

注意线性。RTD可以由1000欧姆铂丝(或薄膜),100欧姆铂丝(或薄膜),镍铁(balco)或铜构成。除1000欧姆单元外,所有传感器都必须与变送器一起使用。虽然以1000欧姆为单位使用发射机是常见的,但它不是必要的。RTDs可分为两线、三线或四线器件。用来测量RTD电阻的基本装置是惠斯通电桥。如下图所示,基本设备只需要两根电缆就可以向换能器提供信号。

然而,如果引线很长,导线电阻就会占到测量电阻的很大比例,并产生显著的误差。通常,我们可以通过使用三线RTD来补偿这一点。三线式RTD连接如图所示。在这种布置中,两根外部导线长度相同,必然连接在惠斯顿电桥的相反端子上。这可以消除铅电阻的影响。第三根线用于传送实际信号。由于信号是用微安培测量的电流,两线RTD固有的误差几乎被消除。四线RTD用于要求高精度的地方。然而,换能器/变送器组件是完全不同的。而不是使用惠斯通电桥,四线RTD连接电源和某种形式的电压表。 This is illustrated in Figure. The advantage of this arrangement is the ability to read the voltage drop across the RTD for any given temperature. As long as the lead wires are of the same length, this voltage drop is not affected by line length. Since we know the temperature
RTD感知到的温度与RTD的电阻成正比,因为我们知道电阻与电压降直接相关,所以我们可以非常准确地将温度直接与电压降联系起来。RTD有几个缺点。首先,如果需要本地指示,则需要安装一个机械温度计或将温度信号重新传输回电子指示。第二,必须提供一个电压来感应电流,这样才能测量电阻。我们可能还记得电功率是有定义的欧宝体育黑人么
当P = I²R。这一过程产生的热量。RTD的精度会受到自热效应的影响。RTD可以检测的温度范围是−200和500°C(328.0和932.0°F)

如何校准RTD发射机吗?

2.热敏电阻

热敏电阻与RTD相似,它是一种用来测量温度的电阻装置。然而,有一些主要的区别。大多数热敏电阻是NTC设备,尽管PTC热敏电阻是可用的。热敏电阻也往往有很大的电阻,通常在10,000欧姆左右。因此,可以使用热敏电阻
没有一个发射机。由于这种高电阻,热敏电阻也显著减少了由于铅电阻造成的误差。物理上,热敏电阻通常比RTD小。因此,热敏电阻器往往反应更灵敏。图显示了典型热敏电阻器的曲线图。从这个情节,我们可以确定另外两个事实:

热敏电阻表现出高度的灵敏度,这是一个明显的优点
热敏电阻是高度非线性的,这是一个明显的缺点

热敏电阻的响应性、灵敏度和对引线电阻的低敏感性使其成为温度传感器的普遍选择。非线性的缺乏确实造成了一些特殊的问题,但是通过使用一个特征器来线性化输出是很容易处理的。其他缺点包括相同的困难与局部指示和自热如上所述的RTD

温度范围:−90℃~ 130℃。

3.热电偶

热电偶是电压器件的一个例子。当两根不同材料的导线在一端连接时,这一端受到热流的影响,就可以测量开路两端的电压势。这种电位被称为塞贝克电压,以纪念发现这一现象的科学家。T型热电偶电路如图所示。T型热电偶由一根铜线和一根康铜线组成。注意一个结连接到一个冷结补偿电路。当使用热电偶时,必须知道一个结的温度。其中一种方法是将结浸入冰浴中,从而使结保持在32华氏度。

这在实地是不切实际的。我们用某种形式的温度补偿电路来代替冰浴。通常,这个电路只不过是另一个温度传感器,如热敏电阻。它也可以是一个热电加热器或冷却器,设计来保持这个连接点在某些设计温度。在这两种情况下,温度都是已知的,在这个连接处感应的电压是恒定的。当热流作用于
传感结,接收端检测毫安电压,毫安电压与传感结的温度直接相关。T型热电偶的特性如图所示。

与RTD和热敏电阻一样,热电偶也有其优点和缺点。热电偶的主要优点是结构简单,设备坚固耐用,温度范围广。如图所示,T型热电偶的传感范围为-150℃至700℃(-240 F至1300 F)。热电偶不易因振动而失效,也可以用机械方式夹紧,甚至焊接到感应温度的装置上。制造热电偶丝的材料是多种多样的。每个热电偶都指定了一个类型字母和一个有用的应用范围。表1列出了一些比较流行的热电偶。

热电偶电线绝缘和外护套也有颜色编码。不幸的是,目前还没有统一的颜色编码标准。常用的标准有美国ASTM、英国BS1843-1952、英国BS4937-Part 30-1993、法国NFE和德国DIN标准。图中显示了美国ASTM指南中描述的颜色标准。它是
重要的一点是理解并仔细检查颜色编码,特别是如果你与欧洲供应商合作。灾难性的工业事故已经被记录下来,事故的原因可以追溯到对热电偶接线颜色编码的错误解读。

你想了解一下热电偶变送器的校准吗?

//www.septentrion-design.com/2018/01/thermocouple-transmitter-calibration.html

RTD与热电偶的比较

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