大年夜牛教你若何选择温度传感器_温度_热敏电阻

文章目录 [+]

如果您要进行可靠的温度丈量，就须要为您的运用选择精确的温度传感器。
热电偶、热敏电阻、铂电阻(RTD)和温度IC是测试中最常用的温度传感器。

图1 各种盛行温度传感器的优点和缺陷

大年夜牛教你若何选择温度传感器_温度_热敏电阻大年夜牛教你若何选择温度传感器_温度_热敏电阻互联网

热电偶

（图片来自网络侵删）

热电偶是温度丈量中最常用的传感器。
其紧张好处是宽温度范围温柔应各种大气环境，而且结实、价低，无需供电，尤其最便宜。
热电偶由在一端连接的两条不同金属线(金属A和金属B)构成，如图2所示。
当热电偶一端受热时，热电偶电路中就有电势差。
可用丈量的电势差来打算温度。

图 2 热偶电路图(左)和热偶电压— 温度曲线例子(右)

由于电压和温度是非线性关系，因此须要为参考温度(Tref)作第二次丈量，并利用测试设备软件和∕或硬件在仪器内部处理电压—温度变换，以终极得到热偶温度(Tx)。
Agilent34970A和34980A数据采集器均有内置的丈量了运算能力。

简而言之，热偶是最大略和最通用的温度传感器，但热偶并不适宜高精度的运用。

热敏电阻

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落。
温度变革会造成大的阻值改变，因此它是最灵敏的温度传感器。
但热敏电阻的线性度极差，并且与生产工艺有很大关系。
制造商给不出标准化的热敏电阻曲线。

图3 热敏电阻电路图

热敏电阻体积非常小，对温度变革的相应也快。
但热敏电阻须要利用电流源，小尺寸也使它对自热偏差极为敏感。

热敏电阻在两条线上丈量的是绝对温度，有较好的精度，但它比热偶贵，可测温度范围也小于热偶。
一种常用热敏电阻在25℃时的阻值为5kΩ，每1℃的温度改变造成200Ω的电阻变革。
把稳10Ω的引线电阻仅造成可忽略的0.05℃偏差。
它非常适宜须要进行快速和灵敏温度丈量的电流掌握运用。
尺寸小对付有空间哀求的运用是有利的，但必须把稳防止自热偏差。

丈量技巧

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。
功率即是电流平方与电阻的积。
因此要利用小的电流源。
如果热敏电阻暴露在高热中，将导致永久性的破坏。

铂电阻温度传感器

与热敏电阻相似，铂电阻温度传感器(RTD)是用铂制成的热敏感电阻。
当通过丈量电压打算RTD温度时，数字万用表用已知电流源丈量该电流源所产生的电压。
这一电压为两条引线(Vlead)上的压降加RTD上的电压(Vtemp)。
例如，常用RTD的电阻为100Ω，每1℃仅产生0.385Ω的电阻变革。
如果每条引线有10Ω电阻，就将造成26℃的丈量偏差，这是不可接管的。
以是应对RTD作4线欧姆丈量。

图4 RTD须要用4线丈量

RTD是最精确和最稳定的温度传感器，它的线性度优于热偶和热敏电阻。
但RTD是最贵的温度传感器。
因此RTD最适宜对精度有严格哀求，而速率和价格不太关键的运用领域。

丈量技巧

利用5mA电流源会因自热造成2.5℃的温度丈量偏差。
因此把自热偏差减到最小是极为主要的。

4线丈量更为精确，但须要两倍的引线和两倍的开关。

温度IC

温度集成电路(IC)是一种数字温度传感器，它有非常线性的电压∕电流—温度关系。
有些IC传感器乃至有代表温度、并能被微处理器直接读出的数字输出形式。

图6 电流传感器(左)和电压传感器(右)

有两类具有如下温度关系的温度IC：

电压IC: 10 mV/K。

电流IC: 1μA/K。

温度IC的输出是非常线性的电压∕℃。
实际产生的是电压∕Kelvin，因此室温时的1℃输出约为3V。
温度IC须要有外电源。
常日温度IC是嵌入在电路中而不用于探测。