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溫度變送器的種類以及工作原理
更新時(shí)間:2012-03-23 點(diǎn)擊量:3078

溫度傳感器分類

溫度傳感器是檢測(cè)溫度的器件,其種類zui多,應(yīng)用zui廣,發(fā)展zui快。*,日常使用的材料及電子元件大部分特性都隨溫度而變化,在此我們暫時(shí)介紹zui常用的熱電阻和熱電偶兩類產(chǎn)品。 

   SF-WR系列.熱電偶的工作原理

    當(dāng)有兩種不同的導(dǎo)體和半導(dǎo)體A和B組成一個(gè)回路,其兩端相互連接時(shí),只要兩結(jié)點(diǎn)處的溫度不同,一端溫度為T,稱為工作端或熱端,另一端溫度為TO,稱為自由端(也稱參考端)或冷端,則回路中就有電流產(chǎn)生,如圖2-1(a)所示,即回路中存在的電動(dòng)勢(shì)稱為熱電動(dòng)勢(shì)。這種由于溫度不同而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱為塞貝克效應(yīng)。與塞貝克有關(guān)的效應(yīng)有兩個(gè):其一,當(dāng)有電流流過(guò)兩個(gè)不同導(dǎo)體的連接處時(shí),此處便吸收或放出熱量(取決于電流的方向),稱為珀?duì)柼?yīng);其二,當(dāng)有電流流過(guò)存在溫度梯度的導(dǎo)體時(shí),導(dǎo)體吸收或放出熱量(取決于電流相對(duì)于溫度梯度的方向),稱為湯姆遜效應(yīng)。兩種不同導(dǎo)體或半導(dǎo)體的組合稱為熱電偶。熱電偶的熱電勢(shì)EAB(T,T0)是由接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)合成的。接觸電勢(shì)是指兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體在接觸處產(chǎn)生的電勢(shì),此電勢(shì)與兩種導(dǎo)體或半導(dǎo)體的性質(zhì)及在接觸點(diǎn)的溫度有關(guān)。溫差電勢(shì)是指同一導(dǎo)體或半導(dǎo)體在溫度不同的兩端產(chǎn)生的電勢(shì),此電勢(shì)只與導(dǎo)體或半導(dǎo)體的性質(zhì)和兩端的溫度有關(guān),而與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、截面大小、沿其長(zhǎng)度方向的溫度分布無(wú)關(guān)。無(wú)論接觸電勢(shì)或溫差電勢(shì)都是由于集中于接觸處端點(diǎn)的電子數(shù)不同而產(chǎn)生的電勢(shì),熱電偶測(cè)量的熱電勢(shì)是二者的合成。當(dāng)回路斷開(kāi)時(shí),在斷開(kāi)處a,b之間便有一電動(dòng)勢(shì)差△V,其極性和大小與回路中的熱電勢(shì)一致,如圖2-1(b)所示。并規(guī)定在冷端,當(dāng)電流由A流向B時(shí),稱A為正極,B為負(fù)極。實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)△V很小時(shí),△V與△T成正比關(guān)系。定義△V對(duì)△T的微分熱電勢(shì)為熱電勢(shì)率,又稱塞貝克系數(shù)。塞貝克系數(shù)的符號(hào)和大小取決于組成熱電偶的兩種導(dǎo)體的熱電特性和結(jié)點(diǎn)的溫度差。

    2.熱電偶的種類

    目前,電工委員會(huì)(IEC)推薦了8種類型的熱電偶作為標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶,即為T型、E型、J型、K型、N型、B型、R型和S型。

    熱電阻

    1.熱電阻材料的特性

    導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而改變,通過(guò)測(cè)量其阻值推算出被測(cè)物體的溫度,利用此原理構(gòu)成的傳感器就是電阻溫度傳感器,這種傳感器主要用于-200—500℃溫度范圍內(nèi)的溫度測(cè)量。

    純金屬是熱電阻的主要制造材料,熱電阻的材料應(yīng)具有以下特性:

    ①電阻溫度系數(shù)要大而且穩(wěn)定,電阻值與溫度之間應(yīng)具有良好的線性關(guān)系。
    ②電阻率高,熱容量小,反應(yīng)速度快。
    ③材料的復(fù)現(xiàn)性和工藝性好,價(jià)格低。
    ④在測(cè)溫范圍內(nèi)化學(xué)物理特性穩(wěn)定。

    目前,在工業(yè)中應(yīng)用zui廣的鉑和銅,并已制作成標(biāo)準(zhǔn)測(cè)溫?zé)犭娮琛?br />
    2.鉑電阻

    鉑電阻與溫度之間的關(guān)系接近于線性,在0~630.74℃范圍內(nèi)可用下式表示Rt=R0(1+At+Bt2) (2-1)在-190~0℃范圍內(nèi)為Rt=R0(1+At+Bt2十Ct3) (2-2)式中,RO、Rt為溫度0°及t°時(shí)鉑電阻的電阻值,t為任意溫度,A、B、C為溫度系數(shù),由實(shí)驗(yàn)確定,A=3.9684×10-3/℃,B=-5.847×10-7/℃2,C=-4.22×10-l2/℃3。由式(2-1)和式(2-2)看出,當(dāng)R0值不同時(shí),在同樣溫度下,其Rt值也不同。

    3.銅電阻

    在測(cè)溫精度要求不高,且測(cè)溫范圍比較小的情況下,可采用銅電阻做成熱電阻材料代替鉑電阻。在-50~150℃的溫度范圍內(nèi),銅電阻與溫度成線性關(guān)系,其電阻與溫度關(guān)系的表達(dá)式為Rt=R0(1+At) (2-3)式中,A=4.25×10-3~4.28×10-3℃為銅電阻的溫度系數(shù)

4;就地式溫度顯示儀

一、功能特點(diǎn)
1、3 1/2位LCD數(shù)字顯示,直觀可視;
2、測(cè)量精度高,重復(fù)性好;
3、穩(wěn)定性好,線性優(yōu)良;
4、抗干擾能力強(qiáng);
5、適用性強(qiáng),具備就地顯示和遠(yuǎn)傳功能,分度號(hào)可通過(guò)表內(nèi)設(shè)置開(kāi)關(guān)自由選者
6、結(jié)構(gòu)新穎,造型美觀,觀測(cè)范圍寬;

5;一體化溫度變送器

一、應(yīng)用

SF-W一體化溫度變送器通常和顯示儀表、記錄儀表、電子計(jì)算機(jī)等配套使用,輸出4~20mA。直接測(cè)量各種生產(chǎn)過(guò)程中的0~1800℃范圍內(nèi)液體、蒸汽和氣體介質(zhì)以及固體表面溫度。
二、主要特點(diǎn) 
●二線制輸出4~20mA,抗干擾能力強(qiáng);
●節(jié)省補(bǔ)償導(dǎo)線及安裝溫度變送器費(fèi)用;
●測(cè)量范圍大;
●冷端溫度自動(dòng)補(bǔ)償,非線性校正電路。
三、工作原理
熱電偶(阻)在工作狀態(tài)下所測(cè)得的熱電勢(shì)(電阻)的變化,經(jīng)過(guò)溫度變送器的電橋產(chǎn)生不平衡信號(hào),經(jīng)放大后轉(zhuǎn)換成為4~20mA的直流電信號(hào)給工作儀表,工作儀表便顯示出所對(duì)應(yīng)的溫度值。

SF-wss雙金屬溫度計(jì)

SF-WSS雙金屬溫度計(jì)是一種測(cè)量中低溫度的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀表??梢灾苯訙y(cè)量各種生產(chǎn)過(guò)程中的-80℃-+500℃范圍內(nèi)液體蒸汽和氣體介質(zhì)溫度。
二、主要特點(diǎn) 
現(xiàn)場(chǎng)顯示溫度,直觀方便
安全可靠,使用壽命長(zhǎng);
抽芯式溫度計(jì)可不停機(jī)短時(shí)間維護(hù)或更換機(jī)芯。
軸向型、徑向型、135º型、萬(wàn)向型等品種齊全,適應(yīng)于各種現(xiàn)場(chǎng)安裝的需要。
雙金屬溫度計(jì)是基于繞制成環(huán)性彎曲狀的雙金屬片組成。一端受熱膨脹時(shí),帶動(dòng)指針旋轉(zhuǎn),工作儀表便顯示出熱電勢(shì)所應(yīng)的溫度值。
三、工作原理
雙金屬是利用物質(zhì)在溫度變化時(shí),其電阻也隨著發(fā)生變化的特征來(lái)測(cè)量溫度的。當(dāng)阻值變化時(shí),工作儀表便顯示出阻值所對(duì)應(yīng)的溫度值。