温度传感器基础知识大全.doc

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1、温度传感器基础知识大全温度传感器使用在多种应用中，例如食品加工、HVAC环境控制、医疗装置、化学处理与汽车引擎盖内部监控（如冷却液、进气孔、汽缸头温度等）。温度传感器能测量温度，确保流程维持在特定范围内，以便安全执行应用；或者也可确保在处理极高温度、危险或无法触及的测量点时符合法定规定。温度传感器分为两种主要类型：接触式和非接触式。接触式感测器包括热电偶和热敏电阻，在量测时会接触受测物体；非接触式感测器则会量测热源所释放的温度辐射，藉此判定其温度。非接触式感测器能从远方测最温度，通常用於危险环境中。温度传感番类型4.热电偶热电偶（TC）是一对由两种

2、不同金属所制成的接面所组成。其中一个接面代表基准温度，另一个则是测得温度。运作方式是温度差异会产生电压（席贝克效应，受温度影响），然後此电压会转换成温度读数。TC成本低廉、坚固可靠、无需电池，并且能用於宽广的温度范围，因此受到采用。热电偶能在高达2,750°C下达到良好效能，甚至能在高达3,000°C和低至-250°C下短暂维持运作。热电偶的优势与难题：•量测值为自身温度。•物体的温度必须经过推定，且使用者必须确保热电偶之间无热流动。•长期使用後容易发生温度读数错误。原因为何？线路的绝缘层受潮或受热导致失效，？或是受到环境中的化学物质、核子辐射或机

3、械性干扰。•热电偶属於电气导体，因此不可接触其他电力来源。•接面处无法进行量测。•与电阻式温度计相比，这些元件反应速度较快。2.热敏电阻热敏电阻，如同热电偶一样是不昂贵、立即可取得、容易使用，并且可调适的温度传感器。但是仅可进行简易的温度量测，无法用於高温应用。由具有电阻性的半导体材料制成，对温度特别敏感。热敏电阻的电阻值会在温度上升时降低，因此温度变化时，即可预测电阻的变动。广泛用於涌入电流限制器、温度传感器、自我重置式过电流保护器，以及自我调节加热单元。热敏电阻与电阻温度侦测器(RTD)的不同之处在於：1)RTD的材质为纯金属，2)两者对温度的

4、反应不同。热敏电阻可依据k的符号分为两类(此函数指Steinhart-Hart热敏电阻公式，能将热敏电阻的电阻值转换成凯氏温度度数b若k为正值，电阻会随着温度上升而增加，而此元件则称为正温度系数(PTC)热敏电阻。若k为负值，电阻会随着温度上升而减少，而此元件则称为负温度系数(NTC)热敏电阻。本文将探讨NTC热敏电阻的一个例子:GE的TypeMA系列热敏电阻组件，专为间断或持续性病患体温监测用途所设计。此应用要求可重复性和快速反应，特别是用於婴儿照护与一般麻醉过程。MA300（图1）以病患的皮肤区域做为体温指标，即可方便进行例行且持续性的病患体温

5、监测。本产品采用不锈钢外罩，因此适合重复使用和抛弃式应用，并可为病患提供最大的使用舒适度。在25°C下，提供的标称电阻值包括2,252、3,000、5,000和10,000QoGE的MA300热敏电阻组件MA300-?O—=*r—■图1:GE的MA300热敏电阻组件系由不锈钢制成，采用医疗级PVCTeflon绝缘。（资料来源：GE）2.电阻温度侦测器电阻温度侦测器（RTD）是具有电阻的温度传感器，会在温度变化时同时改变电阻值。RTD以准确性、可重复性与可靠度着名，薄膜型可在-50°C至500°C的宽广温度范围内使用，绕线型可在-200°C至850°

6、C内使用。薄膜型RTD单元的基板上具有一层钳薄膜。电路布局经过微调，能提供指定电阻。并附有引线，且组件经过镀层，可保护薄膜和连接部分。比较之下，绕线式单元属於陶瓷管或玻璃管封装的线圈，或者是沿着玻璃或陶瓷材质缠绕。Honeywell的TD系列是RTD的例子之一，可用於HVAC（室温、风管和冰箱温度马达过载保护以及汽车（空气或汽油温度）应用。在TD系列中，TD4A液体温度传感器具有双端子螺纹式阳极镀铝外罩。此环境密封式液体温度传感器能简化安装，例如安装於卡车侧边，但并不能完全浸入液体中。单一时间常数在静止空气中的典型反应时间为4分钟，在静止水中为1

7、5秒。HoneywellTD系列TDSeriesResistancevsTemperatureRESISTANCEvsTEMPERATURETEMPERATURE°C图2:TD系列・电阻与温度之间的关系（资料来源：Honeywell）TD系列温度传感器能对温度变化快速反应（图2）,且精准度在20°C时达±0.7。（3。此外可完全替换，无需重新校准。这些电阻温度侦测器（RTD）感测器提供8Q/°C灵敏度，且本质上具有近似线性的输出。RTD具有比热电偶更好的精准度以及良好的替换性，此外也具备长期稳定性。具备高温能力，因此通常用於工业配置中。RTD若以白

8、金制成，就不会受到腐蚀和氧化影响，因此能提升稳定性。2.红外线感测器红外线感测器可用来量测介於-70至1,000°C的表面