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测量热量的传感器内部元器件解析

时间:2021-03-17 点击次数:

温度测量是众多工业设备的运行时都需要的功能。炉子上的可编程温度调节装置和数字钟就是例子。

若要知道是否温度超过一定范围,可使用双金属线圈和微型开关(或使用水银开关)。但现在我们想要在一定的读数范围内精确。从而可以产生低电压的热偶,可根据温度改变电阻的热电阻,可根据温度改变电阻的热阻,可用于红外传感器和振动线传感器。此外,还可以预测和测量半导体结带间隙电压随温度的变化。可能有其他的方法,有些甚至是有创造性的。

通常情况下,任何测量都会有创意。下面这些老笑话是关于物理课上聪明的学生的。

问题在于如何利用气压计来确定建筑物的高度。答案之一就是从房顶上摔下气压计,用来计算降落所需要的时间。另外一种答案,无疑是工科学生。他说他想找一位建筑工程师,建议给他们一个气压计,以换取建筑物的高度。

用摄像机和液位传感器监测标准的温度计也是一样的道理。

这就是感应器的本质——我们有许多方法来测量任何东西,但是无论如何,你要将你想要知道的(温度)转化为你知道如何测量的东西,比如电压、电流或者物理位置。接下来,我们将看到一些最有趣的温度传感器是如何实现的。

温差电偶

温差电偶利用了在温度梯度作用下,两种不同金属会形成一种电动势。温度梯度使设备工作很重要。温差电偶有热结和冷结。温度测量需要用基准结。顺带一提,这种效应的作用原理与之相反,即Pertier效应,它在电流通过一对结点时,会使另一方温度降低。

以前,你把冰块浸入一桶冰中。现在,我们使用另一种方法来获得冷结,并且有可能进行补偿。当然,有些芯片可以帮你实现这个目标。

温差电偶有一些优点。一是测温可达数千度。由于只有两根导线,所以结实可靠。高温或恶劣的环境,易于处理,通常在寒冷的地方,环境较好。

不利之处在于温度读数不线性。可见,热电偶的类型不同,每一类使用两种不同的线材。型式说明使用的校准曲线,当然也可根据需要选择所需的金属。举例来说,j型用铁作两根导线,t型用铜。

惟一需要考虑的问题是如何将电线连接到热电偶。因为这个装置是在两种不同类型的电线之间的连接点上工作,所以要注意如何把其它电线连接到这个装置。

遥测红外热电偶称为热电堆。这在非接触式温度计和被动红外传感器中是常见的。AI传感器探测到两个传感器之间的温度差异,并推测出视野有变化。

感温电阻

一些不同类型的材料可以根据电阻来显示温度的变化。主要的因素是该设备的温度系数是正还是负。换言之,电阻是随着温度的变化而升高还是降低?

这类装置大多数也是非线性的,但也不昂贵,使用方便。您可以使用自己喜欢的方法进行测量。常用技术是用电阻作为分压器或桥梁的一部分来测量输出电压。如果你不想连接模拟输入电路,你可以把电阻连接到电容上,并测量充电时间。

热变阻器的结构与电阻式温度探测器和RTD稍有不同。与金属(白金)相比,热敏电阻的RTD磁滞和自热问题更少。但是,不管在何种情况下,为了得到真实的温度,都必须测量电阻,并把它和曲线结合起来。

阅读热敏电阻是一种很普通的操作,近年来发展了许多技术。或者通过数学处理得到较好的曲线拟合,或者采用简单的数学方法得到较低的精度。

二极管和意外传感器。

根据温度的变化,可以预测半导体材料的带间隙电压。若对固体设计进行深入研究,就会发现二极管方程中的项和它们的全部表示。因此,许多IC利用这一特性来感应温度并不奇怪。

一些晶片被设计用来制造温度传感器。

有些芯片,如PC中的CPU,使用相同的方法测量内部温度,用于报告和热管理。但也有其它方法,非温度传感器IC可以测量温度。

结果表明,我们几乎所有的电路都对温度敏感。可以显示温度引起的变化,与外部参考测量CPU的内表相比。

超声波传感器。

除了这些以外,还有其他的温度测量方法。

举例来说,使用振动弦传感器就等于使用吉他弦的能量。检测方法包括振动弦和振动频率。当支承结构随温度变化而收缩扩张时,弦音也会改变。

深圳力准传感技术有限公司是一家集生产,销售,售后于一体的综合性技术创新企业,拥有多种类型的高精度三维力传感器,三轴力传感器,转矩传感器,称重传感器,柱传感器。

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