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温度传感器:类型、工作方式、应用

TOPOS 特普生科技 2021-05-31 24 576

我们所有人都在日常生活中使用温度传感器,类如日常用的家用电器、新能源汽车、电池储能、消防火灾预警、医疗、工业测温等。温度传感器的应用可以说说非常的广泛。

温度传感器是一种常用的仪器,可测量热度或凉度并将其转换为可读的单位。下面,我们将告诉您什么是温度传感器,它如何工作,在哪里使用以及它的不同类型。

什么是温度传感器?

温度传感器是一种设备,通常是热电偶或电阻温度检测器,它通过电信号以可读形式提供温度测量。

温度计是温度计的最基本形式,用于测量温度的高低。

热电偶(T / C)由两种不同的金属制成,它们会随温度的变化成正比地产生电压。RTD(电阻温度检测器)是一种可变电阻器,它以精确,可重复且接近线性的方式与温度变化成正比地改变其电阻。

电池管理系统(BMS)是电池与用户之间的纽带,主要对象是二次电池,主要就是为了能够提高电池的利用率,防止电池出现过度充电和过度放电。电池管理系统有着最基本功能就是测量电池单体的电压,电流、温度、绝缘检测和高压互锁检测,这是所有电池管理系统顶层计算、控制逻辑和动力蓄电池高压安全的基础。

电池本体的温度检测温度传感器
电池本体的温度检测温度传感器


温度传感器有什么作用?

温度传感器是一种旨在测量物体热度或冷度的设备。温度计的工作取决于二极管两端的电压。温度变化与二极管的电阻成正比。温度越凉,电阻越小,反之亦然。

测量二极管两端的电阻,并将其转换为可读的温度单位(华氏,摄氏,摄氏度等),并以数字形式显示在读数单位上。在土力工程监测领域,这些温度传感器用于测量桥梁,大坝,建筑物,发电厂等结构的内部温度。

温度传感器的类型很多,但是最常见的分类方法是基于连接模式,包括接触式和非接触式温度传感器。

接触式传感器包括热电偶和热敏电阻,因为它们与要测量的物体直接接触。然而,非接触式温度传感器测量由热源释放的热辐射。这种温度计通常用于危险环境中,例如核电站或火力发电厂。

温度传感器如何工作?

温度传感器工作的基本原理是二极管两端的电压。如果电压升高,温度也会升高,随后二极管中基极和发射极的晶体管端子之间的电压下降。

而振弦式温度计的设计原理是,异种金属的线性膨胀系数随温度变化而变化。

它主要由磁性的,高抗拉强度的拉伸金属丝组成,其两端固定在任何异种金属上,温度的任何变化都将直接影响金属丝的张力,从而影响其固有的振动频率。

有哪些不同的温度传感器?

温度传感器有各种类型,形状和尺寸。温度传感器的两种主要类型是:

接触式温度传感器:有一些温度计可以通过与物体直接接触来测量物体的高温或低温程度。这样的温度传感器属于接触类型。它们可用于检测各种温度范围内的固体,液体或气体。

非接触式温度传感器:这些类型的温度表并不与物体直接接触,而是通过热源发出的辐射来测量温度的高低。

接触式和非接触式温度传感器进一步分为:

温控器

恒温器是一种接触式温度传感器,由双金属带组成,该双金属带由两种不同的金属(例如铝,铜,镍或钨)组成。两种金属的线性膨胀系数的差异会导致它们在受热时产生机械弯曲运动。

恒温器

热敏电阻

当温度变化时,热敏电阻或热敏电阻会改变其物理外观。热敏电阻由陶瓷材料制成,例如镀在玻璃中的镍,锰或钴的氧化物,使其易于变形。

大多数热敏电阻具有负温度系数(NTC),这意味着其电阻随温度的升高而减小。但是,有一些具有正温度系数(PTC)的热敏电阻,并且其电阻随着温度的升高而增加。

环氧热敏电阻MTE1

电阻温度检测器(RTD)

RTD是精确的温度传感器,由缠绕在线圈中的高纯度导电金属(例如铂,铜或镍)制成。RTD的电阻变化类似于热敏电阻。

颗粒炉烤箱温度传感器

热电偶

热电偶是最常见的温度传感器之一,因为它们的工作温度范围宽,可靠性,准确性,简单性和灵敏度高。

Thermocouples.jpg

热电偶通常由焊接或压接在一起的不同金属的两个结组成,例如铜和康铜。这些结中的一个称为冷结,保持在特定温度,而另一个结为测量结,称为热结。经受温度时,结两端会出现电压降。

负温度系数(NTC)热敏电阻

单端玻封热敏电阻

热敏电阻基本上是一个敏感的温度传感器,即使在微小的温度变化下也能做出精确的反应。它在非常低的温度下具有巨大的抵抗力。这意味着,一旦温度开始升高,电阻就会开始迅速下降。

由于每摄氏度的电阻变化较大,因此负温度系数(NTC)热敏电阻甚至可以精确显示很小的温度变化。由于此指数工作原理,因此需要线性化。它们通常在-50至250°C的温度范围内工作。

温度传感器在哪里使用?

温度传感器的应用包括:

1.温度传感器用于验证设计假设,以促进更安全,更经济的设计和建造。

2.它们用于测量混凝土固化过程中的温升。

3.他们可以测量液化气储罐和地面冻结作业附近的岩石温度。

4.温度传感器还可以测量储层和井眼中的水温。

5.它可用于解释大坝中与温度相关的应力和体积变化。

6.它们还可以用于研究温度对其他已安装仪器的影响。

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