按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。
1、热电阻
热敏电阻是用半导体材料, 大多为负温度系数,即阻值随温度增加而降低。
温度变化会造成大的阻值改变,因此它是灵敏的温度传感器。但热敏电阻的线性度较差,并且与生产工艺有很大关系。
热敏电阻还有其自身的测量技巧。热敏电阻体积小是优点,它能很快稳定,不会造成热负载。不过也因此很不结实,大电流会造成自热。由于热敏电阻是一种电阻性器件,任何电流源都会在其上因功率而造成发热。功率等于电流平方与电阻的积。因此要使用小的电流源。如果热敏电阻暴露在高热中,将导致性的损坏。
2、热电偶
热电偶是温度测量中常用的温度传感器。其主要好处是宽温度范围和适应各种大气环境,而且结实、价低,*供电,也是便宜的。电偶是简单和通用的温度传感器,但热电偶并不适合高精度的的测量和应用。
如何选择红外温度传感器,我们需要根据它的一些性能指标来判定,光学分辨率、响应时间、工作波长、温度范围等,环境和工作条件也是重要的考虑因素。
热电偶传感器哦工作原理
当有两种不同的导体和半导体A和B组成一个回路,其两端相互连接时,只要两结点处的温度不同,一端温度为T,称为工作端或热端,另一端温度为TO,称为自由端或冷端,则回路中就有电流产生,即回路中存在的电动势称为热电动势。这种由于温度不同而产生电动势的现象称为塞贝克效应。与塞贝克有关的效应有两个:其一,当有电流流过两个不同导体的连接处时,此处便吸收或放出热量(取决于电流的方向),称为珀尔帖效应;其二,当有电流流过存在温度梯度的导体时,导体吸收或放出热量(取决于电流相对于温度梯度的方向),称为汤姆逊效应。两种不同导体或半导体的组合称为热电偶。
非接触式红外温度计的优点
红外温度计测量物体的温度而不接触它,因此,可以对移动的、热的或难以获取的物体进行快速、可靠的温度测量。虽然接触式温度传感器或探头会影响目标物体的温度,有时甚至会损坏产品本身,但非接触方法可以保证测量而不损害目标物体。红外传感器也可以测量非常高的温度,而接触传感器要么被破坏,要么使用寿命很短。
红外线设备现在不仅相对便宜,而且还为用户提供了大量的技术好处和各种选择,包括手持或在线过程控制、与现场总线系统的开放连接以及危险环境的选择。
为了使用红外传感器进行的温度测量,用户必须仔细考虑两个关键参数:**率和波长。
01、**率
开尔文(-273°C)以上的所有物体以三种方式**红外辐射,通过**的辐射、从周围反射的辐射以及通过自身**辐射。这些因素如何相互作用取决于测量对象的材料。然而,对于非接触式红外测温,只有**的辐射元件才是重要的。
排放类型之间的关系好用以下方式来描述。假设在任何给定的温度下,三种**类型的辐射之和等于1,且假定固体**辐射可以忽略不计,则可以将**的元素视为零。因此,来自物体的热能只包括**和反射辐射。
现在人们较容易理解为什么像抛光和发亮的金属这样的物体只能具有较低的**率,因为来自周围环境的辐射会被这些表面强烈反射(而且比例高)。
例如,新磨钢在20℃时的典型**率为0.2(反射能量为0.8)。这意味着从物体发出的热能的80%将从周围的物体反射出“热能”。但是,在100°C的较高温度下,相同材料的典型**率为0.6。
相反,像纺织品或无光泽的黑色表面这样的物体反射很少,因此释放出很大比例的热能。黑色、无光泽涂料在100°C的**率通常为0.97,因此较适合于非接触式温度测量。
许多低成本器件的**率修正固定在0.95,使其无法用于几乎所有的温度测量任务。所有微型epsilon温度传感器都有可调的**率校正。
02、波长
为了解释这三个辐射能量组分之间的关系,先前对**率的描述是相当简单的。但是,应当指出,在监测不同波长的辐射热能时,物体的**率会有所不同。因此,研制能测量特定波长温度的传感器可以显著提高测量的稳定性。
简单地说,材料组可以用来描述高目标**率的佳波长,从而得到稳定的结果。金属为0.8至2.3米,玻璃为5米,纺织品和大多数无光表面为8-14微米。塑料比较复杂,需要为聚乙烯、聚丙烯、尼龙和聚苯乙烯(3.43m)研制特定的波长传感器。聚酯,聚氨酯,聚四氟乙烯,FEP和聚酰胺要求7.9m。较厚的、着色的薄膜需要8-14微米。
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