测温度是电子好还是机械的好(选择温度传感器的技巧)

Posted 2023-05-31

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测温度是电子好还是机械的好(选择温度传感器的技巧)

热电阻、热电偶是温度传感器中常用的传感元件，热电偶的工作原理是，在不同温度下，两个不同金属接触面的两端产生不同的弱电压，通过放大电路测量温度，主要用于测量高温。热电阻的工作原理是，电阻值主要用于测量随温度变化的小温度变化。在测量温度时，应该如何选择这两个温度传感器?

DAM-W3-18B20 温度传感器

　　一、区别

　　1.虽然两者都是接触式温度传感器，但两者的温度测量范围不同。热电偶在高温环境中使用，因为两者在中间.在低温区，输出热电势很小。当电势为小时，对抗干扰措施和二次表的要求很高，否则测量不准确。此外，在低温区，冷端温度变化和环境温度变化引起的相对误差非常突出，不易获得全额补偿。

　　此时，在中低温下，热电阻的测温范围一般为0~500，甚至可以测量较低的温度(例如，较低的低温可以用碳电阻测量)。铂热电阻现在正常使用Pt100，(也有Pt50、100和50代表热电阻在0度时的电阻值，在旧分度号中使用BA1，BA2来表示，BA0度时电阻值为46欧姆，工业上也有铜电阻，分度号为CU50和CU100，但测温范围较小，如在0~150之间，在某些特殊场合还有铟电阻、锰电阻等。

　　2.热电偶测量温度的基本原理是热电效应。二次表是一种电子电位差表，用于提高精度。电阻是根据导体和半导体的电阻值随温度的变化而工作的，二次表是一个不平衡的桥。

　　3.从热电偶温度测量的原理可以看出，只有当其冷端温度恒定时，被测温度才能与热电势形成单值函数关系。在实际应用中，使用具有热电特性和相应热电偶特性的廉价连接线(也称为补偿线)将热电偶的冷端延伸到温度相对恒定的地方(比如0度)，例如，使用铜-康铜作为补偿导线，以扩展镍铬-镍硅热电阻。因此，从热电偶到二次表的延长线有两条。

4.热电阻与二次表之间用铜线连接。为了减少环境变化引起的测量误差，一般采用三线制连法，其中两根导线将热电阻串联在相邻的两个桥臂上，另一根导线吸引电源。使用时，每根导线的电阻值和调节电阻之和必须为5欧。

温度传感器PT100

　　二、选择技巧

　　在选择温度传感器时，请使用以下技巧作为实用指南，以优化测量性能，降低长后期维护成本。

　　1.测量温度范围为-40℃和850℃请选择热电阻。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低。温度变化会造成大的阻值改变，属于灵敏的温度传感器。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。热敏电阻体积非常小，对温度变化的响应也快。但热敏电阻需要使用电流源，小尺寸也对自热误差极为敏感。

　　2.-200℃温度，请使用绕线热电阻。热敏电阻体积小是优点，快速稳定，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。功率等于电流平方与电阻的积。因此要使用小的电流源。如果热敏电阻暴露在高热中，将导致损坏。

　　3.比较好的方法是使用4线制和A类热电阻。热敏电阻在两条线上测量的是温度，有较好的精度，但比热偶贵，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的电阻变化。注意10Ω的引线电阻仅造成可忽略的 0.05℃误差。非常适合需要进行快速和灵敏温度测量的电流控制应用。

　　4.确保传感器通过温度变化循环“老化”保证长期稳定地治疗。

　　5.步数低于0℃和高于600℃当你有热电阻时，你需要了解工艺条件来优化结构、温度范围、循环、压力、流量、介质、震动及周围环境条件(化学品/大气)。

　　6.如果需要高精度，使用传感器进行微调。

　　7.如果使用长线的三线加热电阻，并且不能将其转换为四线加热电阻，请将三线热阻替换为PT1000Ω热电阻。

　　8.如果检测温度高于850℃，使用热电偶。

　　9.如果使用热电偶，请使用优质热电偶和延长线。

　　10.如果使用长热电偶延长线，请确保其具有防噪功能。

　　11.用远程I/O替代受污染的热电偶延长线。

　　12.根据测温范围选择：500℃上面一般选择热电偶，5000℃热电阻一般选用如下;

　　13.根据测量精度选择：热电阻对精度要求较高，热电偶对精度要求不高;

　　14.根据测量范围选择：热电偶测量一般是指“点"温度、热电阻测量一般是指平均空间温度。

　　15.由于热电阻温度传感器的校准简单，其校准点仅为零和100所对应的电阻值。校准设备简单，校准时间短。由于热电偶温度传感器的升温和降温缓慢，热电偶的校准不仅时间长，设备复杂，而且对环境有严格的要求。因此，当测量介质温度满足热阻时，应首先使用热阻温度传感器。