什么是温度传感器?温度传感器原理是什么?一文带你全部搞懂
时间:2022-09-08 19:00:00
在我们的日常生活中,我们应该经常看到温度计、热水器、微波炉、冰箱等。这些将应用于重要的设备–温度传感器,本文将向您介绍温度传感器、温度传感器的原理、温度传感器的类型。
温度传感器是什么?
温度传感器是一种测量物体的冷热程度设备,以可读形式通过电信号提供温度测量。更常见的是热电偶和电阻温度检测器。
温度传感器类型
在实际应用中,有许多温度传感器可以使用,温度传感器由两种基本物理类型组成:
- 接触式温度传感器需要这些类型的温度传感器物理接触被感知对象,并使用传导监测温度变化。它们可用于在很宽的温度范围内检测固体、液体或气体。
- 非接触式温度传感器这些类型的温度传感器利用对流和辐射来监测温度变化。它们可以用来检测液体和气体,随着热量的升高和冷沉降到对流的底部,或以红外辐射(太阳)的形式从物体传输的辐射能。
接触式和非接触式温度传感器进一步分为以下温度传感器,然后解释这些温度传感器的原理
温度传感器的原理
一、温度传感器的工作原理–恒温器
恒温器由接触式温度传感器组成由铝、铜、镍或钨两种不同金属组成的双金属条组成。
两种金属的线性膨胀系数的差异导致它们在加热时机械弯曲。
恒温器实物图
一、温度传感器的工作原理–双金属恒温器
恒温器它由两种不同热度的金属背靠背组成。当天气寒冷时,接触点关闭,电流通过恒温器。当它变热时,一种金属比另一种金属膨胀得多,双金属条向上(或向下)弯曲,打开触点,防止电流流动。
双金属恒温器实物图
有两种主要类型的双金属条,主要是基于它们在温度变化时的运动。随着温度的变化,有一种类型的慢蠕变随着温度的变化而逐渐改变其位置。
双金属恒温器工作原理图
速动恒温器它通常用于控制烤箱、熨斗和浸入式热水箱的温度设定点,也可以在墙上找到,以控制家庭供暖系统。
爬行器类型它通常由双金属线圈或螺旋组成,随着温度的变化缓慢展开或绕组。一般来说,爬行双金属条比标准按钮开/关类型更敏感,因为条更长更薄,非常适合温度计和表盘。
二、温度传感器的工作原理–热敏电阻
热敏电阻它通常由陶瓷材料制成,如镀在玻璃上的镍、锰或钴氧化物,这使它们容易损坏。与速度类型相比,它们主要优势在于它们对温度、准确性和可重复性的任何变化的响应速度。
大多数热敏电阻都有负温度系数(NTC),这意味着他们的电阻随着温度的升高而降低。然而,有一些热敏电阻正温度系数 (PTC),并且它们的电阻随着温度的升高而增加。
热敏电阻实物图
热敏电阻的额定值这取决于它们室温下的电阻值(通常为 25 o C)、它们的时间常数(反应温度变化的时间)及其相对性额定功率流过它们的电流。与电阻一样,室温下热敏电阻的电阻值从 10 兆欧到几欧姆不等,但出于传感目的,通常使用以千欧为单位的类型。
温度传感器示例 No1
以下热敏电阻为 25℃ 当当时的电阻值为 10KΩ,在 100℃当当时的电阻值为 100Ω 。当与 1kΩ 当电阻串联时,计算热敏电阻两端的电压降,计算两个温度下的输出电压 (Vout)跨过 12v 电源。
温度传感器示例图
25摄氏度
100摄氏度
通过将 R2 的固定电阻值(在我们的示例中为 1kΩ)将电位计或预设值更改为电位计,可在预定温度设定点获得电压输出,如 60℃ 时的 5v 在较宽的温度范围内,可以通过改变电位计获得特定的输出电压水平。
但需要注意的是,热敏电阻是非线性设备,室温下不同热敏电阻的标准电阻值不同这主要是因为它们是由半导体材料制成的。热敏电阻随温度呈指数变化,因此具有 Beta 温度常数 (β),可用于计算任何给定温度点的电阻。
然而,当与串联电阻一起使用时,例如,在分压器网络或惠斯通电桥布局中,响应分压器/电桥网络电压的电流与温度呈线性关系。然后,电阻两端的输出电压与温度呈线性关系。
三、温度传感器的工作原理–电阻温度检测器(RTD)
RTD是温度传感器准确,线圈由高纯度导电金属(如铂、铜或镍)制成。RTD 电阻变化类似于热敏电阻。薄膜也可以提供 RTD。白色陶瓷基板上沉积着一层薄薄的铂膏。