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HYDAC賀得克溫度傳感器工作原理
點(diǎn)擊次數(shù):2049 更新時(shí)間:2013-10-14 打印本頁(yè)面 返回

HYDAC賀得克溫度傳感器工作原理HYDAC賀得克溫度傳感器是一個(gè)基本的物理量,自然界中的一切過(guò)程無(wú)不與溫度密切相關(guān)。溫度傳感器是zui早開(kāi)發(fā),應(yīng)用zui廣的一類傳感器。溫度傳感器的*大大超過(guò)了其他的傳感器。從17世紀(jì)初人們開(kāi)始利用溫度進(jìn)行測(cè)量。在半導(dǎo)體技術(shù)的支持下,本世紀(jì)相繼開(kāi)發(fā)了半導(dǎo)體熱電偶傳感器、PN結(jié)溫度傳感器和集成溫度傳感器。與之相應(yīng),根據(jù)波與物質(zhì)的相互作用規(guī)律,相繼開(kāi)發(fā)了聲學(xué)溫度傳感器、紅外傳感器和微波傳感器
HYDAC賀得克溫度傳感器有四種主要類型:熱電偶、熱敏電阻、電阻溫度檢測(cè)器(RTD)和IC溫度傳感器。IC溫度傳感器又包括模擬輸出和數(shù)字輸出兩種類型。
接觸式溫度傳感器的檢測(cè)部分與被測(cè)對(duì)象有良好的接觸,又稱溫度計(jì)。
溫度計(jì)通過(guò)傳導(dǎo)或?qū)α鬟_(dá)到熱平衡,從而使溫度計(jì)的示值能直接表示被測(cè)對(duì)象的溫度。一般測(cè)量精度較高。在一定的測(cè)溫范圍內(nèi),溫度計(jì)也可測(cè)量物體內(nèi)部的溫度分布。但對(duì)于運(yùn)動(dòng)體、小目標(biāo)或熱容量很小的對(duì)象則會(huì)產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差,常用的溫度計(jì)有雙金屬溫度計(jì)、玻璃液體溫度計(jì)、壓力式溫度計(jì)、電阻溫度計(jì)、熱敏電阻和溫差電偶等。它們廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)等部門(mén)。在日常生活中人們也常常使用這些溫度計(jì)。隨著低溫技術(shù)在*、空間技術(shù)、冶金、電子、食品、醫(yī)藥和石油化工等部門(mén)的廣泛應(yīng)用和超導(dǎo)技術(shù)的研究,測(cè)量120K以下溫度的低溫溫度計(jì)得到了發(fā)展,如低溫氣體溫度計(jì)、蒸汽壓溫度計(jì)、聲學(xué)溫度計(jì)、順磁鹽溫度計(jì)、量子溫度計(jì)、低溫?zé)犭娮韬偷蜏販夭铍娕嫉?。低溫溫度?jì)要求感溫元件體積小、準(zhǔn)確度高、復(fù)現(xiàn)性和穩(wěn)定性好。利用多孔高硅氧玻璃滲碳燒結(jié)而成的滲碳玻璃熱電阻就是低溫溫度計(jì)的一種感溫元件,可用于測(cè)量1.6~300K范圍內(nèi)的溫度。
HYDAC賀得克溫度傳感器非接觸式溫度傳感器的敏感元件與被測(cè)對(duì)象互不接觸,又稱非接觸式測(cè)溫儀表。這種儀表可用來(lái)測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體、小目標(biāo)和熱容量小或溫度變化迅速(瞬變)對(duì)象的表面溫度,也可用于測(cè)量溫度場(chǎng)的溫度分布。
挑選方法如果要進(jìn)行可靠的溫度測(cè)量,首先就需要選擇正確的溫度儀表,也就是溫度傳感器。其中熱電偶、熱敏電阻、鉑電阻(RTD)和溫度IC都是測(cè)試中zui常用的溫度傳感器。
以下是對(duì)熱電偶和熱敏電阻兩種溫度儀表的特點(diǎn)介紹。
1、熱電偶
熱電偶是溫度測(cè)量中zui常用的溫度傳感器。其主要好處是寬溫度范圍和適應(yīng)各種大氣環(huán)境,而且結(jié)實(shí)、價(jià)低,無(wú)需供電,也是*的。熱電偶由在一端連接的兩條不同金屬線(金屬A和金屬B)構(gòu)成,當(dāng)熱電偶一端受熱時(shí),熱電偶電路中就有電勢(shì)差??捎脺y(cè)量的電勢(shì)差來(lái)計(jì)算溫度。
不過(guò),電壓和溫度間是非線性關(guān)系,溫度由于電壓和溫度是非線性關(guān)系,因此需要為參考溫度(Tref)作第二次測(cè)量,并利用測(cè)試設(shè)備軟件或硬件在儀器內(nèi)部處理電壓-溫度變換,以zui終獲得熱偶溫度(Tx)。Agilent34970A和34980A數(shù)據(jù)采集器均有內(nèi)置的測(cè)量了運(yùn)算能力。
簡(jiǎn)而言之,熱電偶是zui簡(jiǎn)單和zui通用的溫度傳感器,但熱電偶并不適合高精度的的測(cè)量和應(yīng)用。
2、熱敏電阻
熱敏電阻是用半導(dǎo)體材料, 大多為負(fù)溫度系數(shù),即阻值隨溫度增加而降低。
溫度變化會(huì)造成大的阻值改變,因此它是zui靈敏的溫度傳感器。但熱敏電阻的線性度極差,并且與生產(chǎn)工藝有很大關(guān)系。制造商給不出標(biāo)準(zhǔn)化的熱敏電阻曲線。
熱敏電阻體積非常小,對(duì)溫度變化的響應(yīng)也快。但熱敏電阻需要使用電流源,小尺寸也使它對(duì)自熱誤差極為敏感。
熱敏電阻在兩條線上測(cè)量的是溫度, 有較好的精度,但它比熱偶貴, 可測(cè)溫度范圍也小于熱偶。一種常用熱敏電阻在25℃時(shí)的阻值為5kΩ,每1℃的溫度改變?cè)斐?00Ω的電阻變化。注意10Ω的引線電阻僅造成可忽略的 0.05℃誤差。它非常適合需要進(jìn)行快速和靈敏溫度測(cè)量的電流控制應(yīng)用。尺寸小對(duì)于有空間要求的應(yīng)用是有利的,但必須注意防止自熱誤差。
熱敏電阻還有其自身的測(cè)量技巧。熱敏電阻體積小是優(yōu)點(diǎn),它能很快穩(wěn)定,不會(huì)造成熱負(fù)載。不過(guò)也因此很不結(jié)實(shí),大電流會(huì)造成自熱。由于熱敏電阻是一種電阻性器件,任何電流源都會(huì)在其上因功率而造成發(fā)熱。功率等于電流平方與電阻的積。因此要使用小的電流源。如果熱敏電阻暴露在高熱中,將導(dǎo)致*性的損壞。
通過(guò)對(duì)兩種溫度儀表的介紹,希望對(duì)大家工作學(xué)習(xí)有所幫助。
HYDAC賀得克溫度傳感器選用注意1、被測(cè)對(duì)象的溫度是否需記錄、報(bào)警和自動(dòng)控制,是否需要遠(yuǎn)距離測(cè)量和傳送;
2、測(cè)溫范圍的大小和精度要求;
3、測(cè)溫元件大小是否適當(dāng);
4、在被測(cè)對(duì)象溫度隨時(shí)間變化的場(chǎng)合,測(cè)溫元件的滯后能否適應(yīng)測(cè)溫要求;
5、被測(cè)對(duì)象的環(huán)境條件對(duì)測(cè)溫元件是否有損害;
6、價(jià)格如保,使用是否方便
HYDAC賀得克溫度傳感器檢定標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)及指標(biāo):
1、測(cè)量準(zhǔn)確度:0.01級(jí);分辨率0.1uV和0.1mΩ;
2、掃描開(kāi)關(guān)寄生電勢(shì):≤0.4μV;
3、溫度范圍: 水槽:(室溫+5~95)℃ 油
  溫度傳感器(圖9)
槽:(95 ~ 300)℃ 低溫恒溫槽:(-80 ~ 100)℃ 高溫爐:(300~1200)℃;
4、控溫穩(wěn)定度:優(yōu)于0.01℃/10min(油槽、水槽、低溫恒溫槽);0.2℃/min(管式檢定爐);
5、總不確定度:熱電偶檢定,測(cè)量不確定度優(yōu)于0.7℃,重復(fù)性誤差<0.25℃;熱電阻檢定測(cè)量不確定度優(yōu)于50mk,重復(fù)性誤差<10mk;
6、檢定數(shù)量:一次可同時(shí)檢熱電偶(1-8)支,一次可同時(shí)檢同線制熱電阻(1-7)支;
7、工作電源:AC220V±10%,50Hz,并有良好保護(hù)接地;
8、高溫爐功率:約2KW;
9、恒溫槽功率:約2KW;
10、微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)功率:<500。
HYDAC賀得克溫度傳感器檢定裝置功能和特點(diǎn):
1、檢定K、E、J、N、B、S、R、T等多種型號(hào)的工作用熱電偶;
2、檢定Pt100、Pt10、Cu50、Cu100等各種工作用熱電阻,
  溫度傳感器(圖10)
玻璃液體溫度計(jì)、壓力式溫度計(jì)、雙金屬溫度計(jì);
3、多路低電勢(shì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān),寄生電勢(shì)≤0.4μV;
4、控制1-4臺(tái)高溫爐;
5、溫場(chǎng)測(cè)試:可進(jìn)行檢定爐、油槽、水槽、低溫恒溫槽的溫場(chǎng)測(cè)試;
6、線制轉(zhuǎn)換:可進(jìn)行二線制、三線制、四線制電阻檢定;
7、軟件具有比對(duì)實(shí)驗(yàn)、重復(fù)性實(shí)驗(yàn)、溫場(chǎng)實(shí)驗(yàn)等相關(guān)實(shí)驗(yàn)功能;
8、在Windows2000/XP以上平臺(tái),全中文界面,標(biāo)準(zhǔn)Windows操作系統(tǒng),方便快捷??蓪?shí)現(xiàn):
1)設(shè)備自檢、查線;
2)屏幕顯示并保存控溫曲線≤0.4μV;
3)檢測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集;
4)自動(dòng)生成符合要求的檢定記錄;
5)自動(dòng)保存檢定結(jié)果,且不可人工更改;
6)查詢各種熱電偶、熱電阻分度表及其它幫助;
7)熱電偶、熱電阻所有歷史檢定數(shù)據(jù)、控溫曲線查詢 統(tǒng)計(jì)及計(jì)量的智能化管理功能。
HYDAC賀得克溫度傳感器在安裝和使用時(shí),應(yīng)當(dāng)注意以下事項(xiàng)方可保證*測(cè)量效果:
1、安裝不當(dāng)引入的誤差
如熱電偶安裝的位置及插入深度不能反映爐膛的真實(shí)溫度等,換句話說(shuō),熱電偶不應(yīng)裝在太靠近門(mén)和加熱的地方,插入的深度至少應(yīng)為保護(hù)管直徑的8~10倍;熱電偶的保護(hù)套管與壁間的間隔未填絕熱物質(zhì)致使?fàn)t內(nèi)熱溢出或冷空氣侵入,因此熱電偶保護(hù)管和爐壁孔之間的空隙應(yīng)用耐火泥或石棉繩等絕熱物質(zhì)堵塞以免冷熱空氣對(duì)流而影響測(cè)溫的準(zhǔn)確性;熱電偶冷端太靠近爐體使溫度超過(guò)100℃;熱電偶的安裝應(yīng)盡可能避開(kāi)強(qiáng)磁場(chǎng)和強(qiáng)電場(chǎng),所以不應(yīng)把熱電偶和動(dòng)力電纜線裝在同一根導(dǎo)管內(nèi)以免引入干擾造成誤差;熱電偶不能安裝在被測(cè)介質(zhì)很少流動(dòng)的區(qū)域內(nèi),當(dāng)用熱電偶測(cè)量管內(nèi)氣體溫度時(shí),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(hù)管和拉線板污垢或鹽渣過(guò)多致使熱電偶極間與爐壁間絕緣不良,在高溫下更為嚴(yán)重,這不僅會(huì)引起熱電勢(shì)的損耗而且還會(huì)引入干擾。
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(cè)溫度的變化,在進(jìn)行快速測(cè)量時(shí)這種影響尤為突出。所以應(yīng)盡可能采用熱電極較細(xì)、保護(hù)管直徑較小的熱電偶。測(cè)溫環(huán)境許可時(shí),甚至可將保護(hù)管取去。由于存在測(cè)量滯后,用熱電偶檢測(cè)出的溫度波動(dòng)的振幅較爐溫波動(dòng)的振幅小。測(cè)量滯后越大,熱電偶波動(dòng)的振幅就越小,與實(shí)際爐溫的差別也就越大。當(dāng)用時(shí)間常數(shù)大的熱電偶測(cè)溫或控溫時(shí),儀表顯示的溫度雖然波動(dòng)很小,但實(shí)際爐溫的波動(dòng)可能很大。為了準(zhǔn)確的測(cè)量溫度,應(yīng)當(dāng)選擇時(shí)間常數(shù)小的熱電偶。時(shí)間常數(shù)與傳熱系數(shù)成反比,與熱電偶熱端的直徑、材料的密度及比熱成正比,如要減小時(shí)間常數(shù),除增加傳熱系數(shù)以外,zui有效的辦法是盡量減小熱端的尺寸。使用中,通常采用導(dǎo)熱性能好的材料,管壁薄、內(nèi)徑小的保護(hù)套管。在較精密的溫度測(cè)量中,使用無(wú)保護(hù)套管的裸絲熱電偶,但熱電偶容易損壞,應(yīng)及時(shí)校正及更換。
4、熱阻誤差
高溫時(shí),如保護(hù)管上有一層煤灰,塵埃附在上面,則熱阻增加,阻礙熱的傳導(dǎo),這時(shí)溫度示值比被測(cè)溫度的真值低。因此,應(yīng)保持熱電偶保護(hù)管外部的清潔,以減小誤差。HYDAC賀得克溫度傳感器

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