溫度傳感器的主要用途及使用注意事項
溫度傳感器(temperature transducer)是指能感受溫度并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的傳感器。溫度傳感器主要利用物質(zhì)的各種物理性質(zhì)隨溫度變化的規(guī)律,將溫度轉(zhuǎn)換成可用的輸出信號。溫度傳感器是溫度測量儀的核心部分,種類繁多。根據(jù)測量方法,可分為接觸式和非接觸式,根據(jù)傳感器材料和電子元件的特性,可分為熱電阻和熱電偶。現(xiàn)代溫度傳感器的形狀非常小,這使得它廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實踐的各個領(lǐng)域,為我們的生活提供了無數(shù)的便利和功能。
溫度傳感器與被測介質(zhì)的接觸方式分為兩大類:接觸式和非接觸式。
接觸式溫度傳感器需要與被測介質(zhì)保持熱接觸,使兩者進行充分的熱交換而達到同一溫度。這一類傳感器主要有電阻式、熱電偶、PN結(jié)溫度傳感器等。
非接觸式溫度傳感器無需與被測介質(zhì)接觸,而是通過被測介質(zhì)的熱輻射或?qū)α鱾鞯綔囟葌鞲衅,以達到測溫的目的。這一類傳感器主要有紅外測溫傳感器。這種測溫方法的主要特點是可以測量運動狀態(tài)物質(zhì)的溫度(如慢速行使的火車的軸承溫度,旋轉(zhuǎn)著的水泥窯的溫度)及熱容量小的物體(如集成電路中的溫度分布)。
溫度傳感器是通過物體隨溫度變化而改變某種特性來間接測量的。不少材料、元件的特性都隨溫度的變化而變化,所以能作溫度傳感器的材料相當多。溫度傳感器隨溫度而引起物理參數(shù)變化的有:膨脹、電阻、電容、而電動勢、磁性能、頻率、光學特性及熱噪聲等等。隨著生產(chǎn)的發(fā)展,新型溫度傳感器還會不斷涌現(xiàn)。
由于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中溫度測量的范圍極寬,從零下幾百度到零上幾千度,而各種材料做成的溫度傳感器只能在一定的溫度范圍內(nèi)使用。
溫度傳感器在安裝和使用時,應(yīng)當注意以下事項方可保證最佳測量效果:
1、安裝不當引入的誤差:不應(yīng)把熱電偶和動力電纜線裝在同一根導管內(nèi)以免引入干擾造成誤差;熱電偶不能安裝在被測介質(zhì)很少流動的區(qū)域內(nèi),當用熱電偶測量管內(nèi)氣體溫度時,必須使熱電偶逆著流速方向安裝,而且充分與氣體接觸。
2、絕緣變差而引入的誤差:如熱電偶絕緣了,保護管和拉線板污垢或鹽渣過多致使熱電偶極間與爐壁間絕緣不良,在高溫下更為嚴重,這不僅會引起熱電勢的損耗而且還會引入干擾,由此引起的誤差有時可達上百度。
3、熱惰性引入的誤差:由于熱電偶的熱惰性使儀表的指示值落后于被測溫度的變化,在進行快速測量時這種影響尤為突出。所以應(yīng)盡可能采用熱電極較細、保護管直徑較小的熱電偶。測溫環(huán)境許可時,甚至可將保護管取去。
4、熱阻誤差:高溫時,如保護管上有一層煤灰,塵埃附在上面,則熱阻增加,阻礙熱的傳導,這時溫度示值比被測溫度的真值低。因此,應(yīng)保持熱電偶保護管外部的清潔,以減小誤差。