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阿特拉斯芯子

作者:上海工源機械有限公司

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時間:2020-11-25 10:40:09

本文由上海工源機械有限公司提供,重點介紹了阿特拉斯溫度傳感器相關內容。上海工源機械有限公司專業提供2906056600,1619518901,1020507200等多項產品服務。公司秉承信譽至上、至誠至信、以信為本,力求服務好每一個客戶。

阿特拉斯溫度傳感器溫度傳感器應用廣泛,涵蓋食品加工、HVAC 環境控制、醫療器械、化學品處理和汽車引擎罩下監控(如冷卻劑、進氣管、氣缸蓋溫度等)。 溫度傳感器用于測量熱度,以確保某個過程在應對極端高溫、危險或無法接觸的測量點時,要么能在一定范圍內保持穩定,使應用安全,要么滿足一個強制性條件的要求。

  溫度傳感器分為接觸式和非接觸式兩大類。 接觸式傳感器包括與待測物體接觸的熱電偶和熱敏電阻,非接觸式傳感器則通過測量熱源產生的熱輻射來確定其溫度。 非接觸式傳感器進行遠距離測量,通常用于危險環境。

溫度傳感器的類型

  熱電偶

  熱電偶 (TC) 是由兩種不同的非相似金屬組成的一對結。 其中,一個結代表參考溫度,另一個結則代表待測溫度。 當溫差產生電壓時熱電偶工作(賽貝克效應),這個電壓由溫度決定并被轉換成溫度讀數。 TC 成本低廉、性能可靠、堅固耐用且不需要電池,工作溫度范圍大,因此得以廣泛使用。 熱電偶在 2,750°C 高溫下也能實現良好性能,甚至能在低至 –250° 的低溫以及達到 3,000°C 的高溫下短時工作。

  熱電偶的優勢和面臨的挑戰包括:

  測量自身溫度。

  被測物體的溫度必須推測得出,用戶必須保證它們之間沒有熱流動。

  長時間使用易產生讀數誤差。 原因何在? 是否潮濕或者熱條件使導線絕緣失效,或者是否環境中存在化學品、核輻射或者機械干擾。

  因為是電氣導體,所以不能接觸其它電源。

  不在結上測量。阿特拉斯溫度傳感器

  比電阻式溫度計反應迅速。

  熱敏電阻

  熱敏電阻類似熱電偶,使用簡單,是現成的低成本、自適應溫度傳感器。 然而,這些器件僅用于簡單的溫度測量,而非高溫應用。 熱敏電阻由半導體材料制成,其電阻率對溫度尤其敏感。 熱敏電阻的電阻值隨著溫度的升高而減小,因此溫度變化時可預測電阻變化。 熱敏電阻大量應用于浪涌電流限制器、溫度傳感器、自復位過流保護器和自調節熱元件中。

  熱敏電阻與電阻式溫度探測器 (RTD) 有兩點不同:(1) RTD 采用純金屬材料;(2) 兩者的溫度響應方式不同。 根據 K 值的正負,熱敏電阻分為兩類(該函數引用了 Steinhart-Hart 熱敏電阻方程,將熱敏電阻的電阻值轉換為開氏溫度值)。 如 K 值為正,則電阻值隨著溫度升高而增大,該器件稱作正溫度系數 (PTC) 熱敏電阻。 如 K 值為負,則電阻值隨著溫度升高而減小,該器件稱作負溫度系數 (NTC) 熱敏電阻。

  我們以 GE 的 MA 型系列熱敏電阻組件為例來考察 NTC 熱敏電阻,該系列專用于間歇或者連續監測患者體溫。 這種應用要求設備具有可重復性和快速響應性能,尤其在用于嬰幼兒以及全身麻醉期間。

  MA300(圖 1)利用了將患者皮膚作為體溫指示器這一便利,能有效地對患者進行常規的連續體溫監測。 所用的不銹鋼外殼可用于重復應用和一次性應用,同時保持了最大的患者舒適度。 25°C 時的標稱電阻值為 2,252 Ω、3,000 Ω、5,000 Ω 和 10,000 Ω。

  圖 1:GE 的 MA300 熱敏電阻組件采用不銹鋼和醫療級 PVC 鐵氟龍絕緣材料制成。

電阻式溫度探測器

  電阻式溫度探測器 (RTD) 是采用了特殊電阻器的溫度傳感器,該電阻器的電阻值會隨溫度的變化而變化。 RTD 器件以其精確性和可重復性而著稱,擁有非常寬的工作溫度范圍,其薄膜型為 -50°C 至 500°C,繞線型為 -200°C 至 850°C。

  薄膜型 RTD 元件的基材上有一薄層鉑。 器件制造時采用了一種能形成一個電路的形式,且該電路經調整后能產生一個特定的電阻值。 連接引線后進行涂層處理,以保護薄膜層和連接部分。 相比之下,繞線元件可做成線圈并封裝在陶瓷或玻璃管中,或者直接纏繞到玻璃或陶瓷材料上。

  我們以 Honeywell 的 TD 系列為例討論 RTD,該系列可用于許多應用,如 HVAC(房間、風道、制冷劑溫度)、電機過載保護、汽車(空氣或油溫)。 在 TD 系列中,TD4A 液態溫度傳感器采用雙端子螺紋式陽極氧化鋁外殼。 這種環境密封式液態溫度傳感器旨在簡化安裝,如安裝在卡車一側,但不是完全浸入式。 時間參數相同時,靜止在空氣中的典型響應時間為 4 分鐘,靜止在水中時則為 15 秒。

  圖 2:TD 系列:電阻值溫度變化曲線。

  TD 系列溫度傳感器對溫度變化響應迅速(圖 2),在 20C° 時的準確度為 ±0.7C°,并且不需要校準即可完全互換使用。 該系列屬于 RTD(電阻式溫度探測器)傳感器,靈敏度為 8 Ω/°C 并提供固有的近似線性輸出。

  RTD 比熱電偶擁有更優的準確度以及良好的互換性。 該系列還具有長期穩定性。 這些器件憑借如此之強的耐高溫能力,通常用于工業裝置中。 采用鉑金屬的 RTD 穩定性更強,不會被腐蝕或氧化。

紅外線傳感器

  紅外線傳感器用于測量 -70°C 至 1,000°C 范圍內的表面溫度。 這類器件能將物體發出的 0.7 um 至 20 um 波長的能量轉換為電氣信號,經過環境溫度補償后電氣信號被轉換為可以顯示的溫度信號。

  這些器件在下列情況下用于溫度測量:

  無法使用熱電偶或者探頭。

  如果目標物體在移動(如滾筒、移動的機械、輸送皮帶)。阿特拉斯溫度傳感器

  如果目標物體處于真空環境

  如果存在高電壓等危險。

  測量距離大。

  溫度過高不適于采用接觸式傳感器。

  需要極快的溫度響應。

  選擇紅外產品時,需要考慮的關鍵因素包括觀察視野(視角)、輻射率(相同溫度下一個物體和一個理想輻射體的輻射能量之比)、光譜響應、溫度范圍和安裝方式。

  TMP006(圖 3)是 Texas Instruments 最近推出的一款采用芯片級封裝的紅外線熱電堆傳感器。 該器件屬于非接觸式傳感器,采用熱電堆來吸收被測物體發出的紅外能量,并利用相應的熱電堆電壓變化來確定被測物體溫度。

  圖 3:TMP006 的柱狀圖。

  紅外傳感器的電壓范圍適合 –40°C 至 125°C 溫度區間,能夠適應各種不同的應用。 該器件具有低功耗和低工作電壓,適合電池供電型應用。 芯片級形式的低封裝高度允許采用標準的大批量裝配方法,并適用于與被測物體之間的可用間距受限的場合。

  使用接觸或者非接觸傳感器測量溫度時,需要做出基本假設和推斷。 因此,仔細閱讀產品規格書非常重要,此外,還必須充分了解各種影響因素,這樣才能確信所顯示的溫度就是實際溫度。

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