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集成温度传感器(常见温度传感器及其优缺点)
(资料图片)
///特殊行业传感器和测量头数量///
/前言/
无论传感器类型如何，所有温度传感器都应考虑以下四个因素:
对被测介质没有影响。
不管测量什么，最重要的是保证测量设备本身不会影响被测介质。这在测量接触温度时尤其重要。选择正确的传感器尺寸和导线配置是减少“杆效应”和其他测量误差的重要设计考虑因素。
非常准确
将对测量介质的影响降到更低后，如何准确测量介质就变得至关重要。精度涉及传感器的基本特性、测量精度等。如果不能解决“杆效应”的设计问题，再精确的传感器也无济于事。
立即响应(在大多数情况下)
响应时间受传感器元件质量的影响，也受一些导线的影响。通常，传感器越小，响应速度越快。
输出易于调整。
使用微处理器后，可以更容易地调整非线性输出，因此传感器输出的信号调整不是问题。
/传感器的特性分析/
上述各种主要类型传感器的基本工作原理各不相同，各有特点:
温度范围
每个传感器的温度范围也不同。系列热电偶具有最宽的温度范围，跨越多种热电偶类型。
精确
精度取决于传感器的基本特性。所有传感器类型的精度都不同，但铂元素和热敏电阻的精度更高。一般来说，精度越高，价格越高。
长期稳定性
它由传感器精度随时间的一致性决定。稳定性由传感器的基本物理特性决定。高温通常会降低稳定性。铂和玻璃封装的绕线热敏电阻是最稳定的传感器。而热电偶和半导体的稳定性最差。
输出变化
传感器输出因类型而异。热敏电阻的阻值变化与温度成反比，因此具有负温度系数(NTC)。铂基金属具有正温度系数(PTC)。热电偶的千伏输出较低，会随着温度的变化而变化。半导体通常可通过各种数字信号输出进行调节。
线性
线性定义了传感器输出在一定温度范围内均匀变化的条件。热敏电阻是指数非线性的，低温时灵敏度远高于高温时。随着微处理器在传感器信号调理电路中的应用越来越广泛，传感器的线性度越来越不成问题。
或者当前。
通电后，热敏电阻和铂电阻都需要恒定的电压或电流。功率调节对于控制热敏电阻或铂RTD的自动加热至关重要。电流调节对半导体来说不是很重要。热电偶会产生电压输出。
响应时间
也就是说，传感器指示温度的速度取决于传感器元件的尺寸和质量(假设不使用预测方法)。半导体的响应速度最慢，线绕铂金元件的响应速度第二慢。铂膜、热敏电阻和热电偶采用小封装，因此它们具有高速选项。玻璃珠是最快的热敏电阻配置。
误差偏差
使用热电偶时，会导致错误温度指示的电噪声是一个主要问题。在某些情况下，电阻极高的热敏电阻可能是个问题。
电线可能会导致热敏电阻或RTD等电阻器件出现错误偏差。当使用低电阻设备(如100铂电阻)或低电阻热敏电阻时，这种影响会更明显。对于铂元件，使用三线或四线配置可以消除这个问题。对于热敏电阻，这种影响通常通过增加电阻值来消除。热电偶必须使用与导体相同的延长线和连接器，否则可能会导致错误。
性价比
虽然热电偶是更便宜、应用最广泛的传感器，但NTC热敏电阻的性价比更高。
/传感器的优缺点对比/
热电偶传感器
热电偶传感器是一种自发电传感器。测量时不需要外接电源，可以直接将测量值转换成电位输出，使用起来非常方便。它的测温范围很宽:-270℃ ~ 2500℃，具有结构简单、制造方便、测量范围宽、精度高、惯性小、输出信号易于传输等优点。
热电偶的缺点是灵敏度低，易受环境信号干扰，易受前置放大器温漂的影响，不适合测量微小的温度变化。
热电偶的灵敏度与材料的厚度无关。非常精细的材料也可以制成温度传感器。由于用于制造热电偶的金属材料具有良好的延展性，这种微小的测温元件具有非常高的响应速度，可以测量快速变化的过程。
(赫斯曼布线集成温度传感器)
对于一般的工业应用，为了保护温度敏感元件不受腐蚀和磨损，它们总是被包装在厚护套中，这使它们看起来很笨，对温度的响应很慢。使用热电偶时，必须消除环境温度对测量的影响。有的将其自由端放在恒温场中，有的用冷端补偿抵消这种影响。当测点离仪器较远时，也需要使用补偿线。
因此，在选择热电偶时应考虑以下因素:1。要测量的温度范围；2.所需的响应时间；3.连接点的类型；4.热电偶或护套材料的耐化学腐蚀性；5.耐磨性或抗振性；6.安装和限制要求等。
热敏电阻
热敏电阻(即“热敏电阻”)是一种高精度、经济的温度测量传感器。按温度系数分，有NTC(负温度系统)和PTC(正温度系数)两种。NTC热敏电阻通常用于温度测量。
主要优点是:灵敏度:热敏电阻可以随着很小的温度变化而变化。准确度:热敏电阻可以提供高绝对准确度和误差。成本:对于热敏电阻的高性能，其性价比非常高。坚固性:热敏电阻的结构使其非常坚固耐用。灵活性:热敏电阻可以配置成各种物理形式，包括微型封装。密封:玻璃封装为其提供了一个密封的封装，避免传感器因受潮而失效。安装:各种尺寸和电阻公差可供选择。
(赫斯曼显示器集成温度传感器)
在热敏电阻的缺点中，只有自动加热通常是设计考虑的因素。必须采取适当的措施将感应电流限制到足够低的值，以便将自动加热误差降低到可接受的值。如果热敏电阻暴露在高温下，会造成永久性损坏。
非线性问题可以通过软件或电路解决，会导致故障的潮湿问题可以通过玻璃封装解决。
温度检测器(RTD)
通常，RTD由铂、铜或镍制成。它们具有较大的温度系数，对温度变化的响应速度快，并能抵抗热疲劳。此外，它们易于加工和制造成精密线圈。特别是当由铂和其他金属制成时，RTD非常稳定，不受腐蚀或氧化的影响。RTD的原理是纯金属或某些合金的电阻随着温度的升高而增大，随着温度的降低而减小。电阻与温度变化的关系应是线性的，温度系数(定义为单位温度引起的电阻变化)越大越好，应能抵抗热疲劳，对温度变化反应灵敏。目前，只有少数金属能满足这样的要求。
(LLWD集成 *** 传感器用于温暖友好的资源)
RTD还相对抗电噪声，因此非常适合工业环境中的温度测量，尤其是电机、发电机和其他高压设备周围的温度测量。RTD是目前最精确和稳定的温度传感器。其线性度优于热电偶和热敏电阻。但RTD也是一种温度传感器，响应速度慢，价格相对昂贵。因此，RTD最适合于精度要求严格，但速度和价格并不关键的应用领域。
