溫度傳感器常見問題(2)
溫度傳感器常見問題
有哪些不同類型的溫度傳感器？
溫度傳感器有各種類型、形狀和尺寸。兩種主要類型的溫度傳感器是：
接觸式溫度傳感器：有一些溫度計(jì)可以通過直接接觸物體來測量物體的熱度或冷度。這種溫度傳感器屬于接觸式類別。它們可用于在很寬的溫度范圍內(nèi)檢測固體、液體或氣體。
非接觸式溫度傳感器：這些類型的溫度計(jì)不直接接觸物體，而是通過熱源發(fā)出的輻射來測量熱度或冷度。
接觸式和非接觸式溫度傳感器又分為：
恒溫器
恒溫器是一種接觸式溫度傳感器，由由兩種不同金屬（例如鋁、銅、鎳或鎢）組成的雙金屬條組成。
兩種金屬線膨脹系數(shù)的差異導(dǎo)致它們?cè)谑軣釙r(shí)產(chǎn)生機(jī)械彎曲運(yùn)動(dòng)。
熱敏電阻
熱敏電阻或熱敏電阻是在溫度變化時(shí)會(huì)改變其物理外觀的電阻。熱敏電阻由陶瓷材料制成，例如鍍有玻璃的鎳、錳或鈷的氧化物，這使得它們很容易變形。
大多數(shù)熱敏電阻具有負(fù)溫度系數(shù) (NTC)，這意味著它們的電阻會(huì)隨著溫度的升高而降低。但是，有一些熱敏電阻具有正溫度系數(shù) (PTC)，并且它們的電阻隨著溫度的升高而增加。
電阻式溫度檢測器 (RTD)
RTD 是精確的溫度傳感器，由高純度導(dǎo)電金屬（例如鉑、銅或鎳）纏繞成線圈組成。RTD 的電阻變化類似于熱敏電阻。
熱電偶
zui常見的溫度傳感器之一包括熱電偶，因?yàn)樗鼈兙哂休^寬的溫度工作范圍、可靠性、準(zhǔn)確性、簡單性和靈敏度。
熱電偶通常由焊接或壓接在一起的不同金屬（例如銅和康銅）的兩個(gè)結(jié)點(diǎn)組成。這些結(jié)之一，稱為冷結(jié)，保持在特定溫度，而另一個(gè)是測量結(jié)，稱為熱結(jié)。
在承受溫度時(shí)，結(jié)上會(huì)產(chǎn)生電壓降。
基于半導(dǎo)體的傳感器
基于半導(dǎo)體的溫度傳感器與雙集成電路 (IC) 配合使用。它們包含兩個(gè)具有溫度敏感電壓和電流特性的類似二極管，可有效測量溫度變化。
然而，它們提供線性輸出，但在 1°C 至 5°C 范圍內(nèi)精度較低。它們還在zui窄的溫度范圍（-70 °C 至 150 °C）內(nèi)表現(xiàn)出zui慢的響應(yīng)速度（5 秒至 60 秒）。
貼片式電阻熱敏電阻探頭
維連貼片式電阻熱敏電阻探頭是一種低質(zhì)量防水溫度探頭，用于測量 –20 到 80°C 之間的溫度。由于其低熱質(zhì)量，它具有快速響應(yīng)時(shí)間。
貼片式電阻熱敏電阻探頭是專門為測量鋼筋表面溫度和測量混凝土結(jié)構(gòu)表面溫度而設(shè)計(jì)的。貼片式電阻熱敏電阻探頭可以嵌入混凝土中以測量混凝土內(nèi)部的整體溫度，甚至可以在水下工作。
貼片式電阻熱敏電阻探頭完全可以互換。在指定的工作溫度范圍內(nèi)，溫度讀數(shù)的差異不會(huì)超過 1°C。這允許單個(gè)指示器與任何 貼片式電阻熱敏電阻探頭一起使用而無需重新校準(zhǔn)。
貼片式型電阻熱敏電阻探頭如何工作？
貼片式型電阻熱敏電阻探頭由封裝在銅管中的電阻-溫度曲線匹配的熱敏電阻環(huán)氧樹脂組成，可實(shí)現(xiàn)更快的熱響應(yīng)和環(huán)境保護(hù)。管子的尖端是扁平的，因此它可以固定在任何相當(dāng)平坦的金屬或混凝土表面上，以測量表面溫度。
借助易于獲得的兩部分環(huán)氧樹脂粘合劑，探頭的扁平尖端可以固定在大多數(shù)表面上。如果需要，探頭也可以用螺栓固定到結(jié)構(gòu)表面。
溫度探頭配有一根四芯電纜，白色和綠色線用于熱敏電阻，類這對(duì)紅色和黑色電線未使用。不同傳感器的統(tǒng)一配色方案使與數(shù)據(jù)記錄器終端的無錯(cuò)誤連接更容易。
貼片式電阻熱敏電阻探頭規(guī)格
| 傳感器類型 | RT曲線匹配NTC熱敏電阻，相當(dāng)于YSI 44005 |
| 范圍 | -20 到 80 o C |
| 準(zhǔn)確性 | 1 o C |
| 材質(zhì) | 鍍錫銅 |
| 電纜 | 4芯聚氯乙烯護(hù)套 |
熱電阻溫度探頭
溫度探頭由陶瓷電阻元件（PT 100）。電阻元件安裝在封閉式堅(jiān)固不銹鋼管中，可防止元件受潮。
貼片式RTD 溫度探頭如何工作？
電阻溫度探頭的工作原理是傳感器電阻是感測溫度的函數(shù)。鉑 RTD 具有非常好的準(zhǔn)確度、線性度、穩(wěn)定性和可重復(fù)性。
貼片式RTD 溫度探頭配有三芯屏蔽電纜。紅線提供一種連接，兩條黑線一起提供另一種連接。因此，實(shí)現(xiàn)了對(duì)引線電阻和引線電阻溫度變化的補(bǔ)償。使用數(shù)字 RTD 溫度指示器可以輕松讀取電阻溫度傳感器讀數(shù)。
貼片式熱電阻探頭規(guī)格
| 傳感器類型 | 鉑 100 |
| 范圍 | -20 o 到 80 o C |
| 準(zhǔn)確性 | ± (0.3 + 0.005*t) o C |
| 校準(zhǔn) | DIN IEC 751 |
| 曲線（歐洲） | 0.00385歐姆/歐姆/ ö Ç |
| 尺寸 (Φ x L) | 8 x 135 毫米 |
| 電纜 | 3芯屏蔽 |
熱電偶
T 型熱電偶（銅-康銅），用于測量混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部溫度。它由兩種不同的金屬組成，一端連接在一起。當(dāng)兩種金屬的結(jié)被加熱或冷卻時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與溫度相關(guān)的電壓。
熱電偶測量由一根熱電偶線組成，其中兩條不同的導(dǎo)體（銅-康銅）在一端連接以形成熱結(jié)。該端被密封以防止腐蝕并放置在溫度測量所需的位置。
熱電偶線的另一端連接到合適的熱電偶連接器以形成冷端。熱電偶讀數(shù)顯示安裝位置的直接溫度讀數(shù)，并自動(dòng)補(bǔ)償冷端溫度。
熱電偶規(guī)格
| 線材類型 | T-銅-康銅 |
| 電線絕緣 | PFA 鐵氟龍C |
| 熱結(jié)溫度 | 高達(dá) 260 o C（zui大） |
| 連接器類型微型 | 玻璃填充尼龍 |
| 使用溫度 | -20 o 到 100 o C |
| 冷端溫度 | 周圍的 |
溫度傳感器用在什么地方？
溫度傳感器的應(yīng)用包括：
溫度傳感器用于驗(yàn)證設(shè)計(jì)假設(shè)，以促進(jìn)更安全、更經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)和施工。
它們用于測量混凝土養(yǎng)護(hù)過程中的溫升。
他們可以測量液化氣儲(chǔ)罐和地面凍結(jié)作業(yè)附近的巖石溫度。
溫度傳感器還可以測量水庫和鉆孔中的水溫。
它可用于解釋大壩中與溫度相關(guān)的應(yīng)力和體積變化。
它們還可用于研究溫度對(duì)其他已安裝儀器的影響。
維連溫度傳感器的優(yōu)勢
維連溫度傳感器精確、成本低且極其可靠。
它們適用于表面貼裝和嵌入式應(yīng)用。
低熱質(zhì)量導(dǎo)致更快的響應(yīng)時(shí)間。
振弦式溫度傳感器完全可互換；一個(gè)指示器可以讀取所有傳感器。
它具有防護(hù)等級(jí)為 IP-68 的防風(fēng)雨機(jī)身。
它們帶有指示器，可隨時(shí)用于直接顯示溫度。
溫度探頭具有出色的線性度和滯后性。
振弦技術(shù)可確保長期穩(wěn)定性、快速簡便的讀數(shù)。
傳感器通過電子束焊接密封，內(nèi)部真空度約為 1/1000 Torr。
它們適用于遠(yuǎn)程讀取、掃描以及數(shù)據(jù)記錄。
溫度傳感器和溫度變送器有什么區(qū)別？
溫度傳感器是一種用于測量物體的熱度或冷度的儀器，而溫度變送器是一種與溫度傳感器連接以將信號(hào)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程位置以進(jìn)行監(jiān)控和控制的設(shè)備。
這意味著，熱電偶、RTD 或熱敏電阻連接到數(shù)據(jù)記錄器以在任何遠(yuǎn)程位置獲取數(shù)據(jù)。
如何在混凝土大壩中測量溫度？
除了施工過程中采用的程序外，引起大體積混凝土應(yīng)力的zui大單一因素是溫度變化。因此，為了分析熱應(yīng)力的發(fā)展和人工冷卻的控制，有必要監(jiān)測混凝土在施工過程中的溫度變化。
為此，應(yīng)在結(jié)構(gòu)、水中和空氣中的許多點(diǎn)準(zhǔn)確測量溫度。應(yīng)嵌入足夠數(shù)量的傳感器，以獲得正確的結(jié)構(gòu)中各個(gè)點(diǎn)的溫度分布圖。
在大型混凝土壩中，典型的方案是沿橫截面每 15 – 20 m 和沿高程每 10 m 放置一個(gè)溫度探頭。對(duì)于較小的水壩，間距可能會(huì)減小。放置在大壩上游面的溫度探頭可以評(píng)估水庫溫度，因?yàn)樗甓荚谧兓?/p>
這比不時(shí)將溫度計(jì)放入水庫進(jìn)行觀察要容易得多。在混凝土壩的運(yùn)行過程中，環(huán)境的晝夜變化和季節(jié)變化對(duì)結(jié)構(gòu)中熱應(yīng)力的發(fā)展造成了嚴(yán)重破壞。下游的影響更為明顯。應(yīng)在混凝土壩的下游面附近和下游放置一些溫度傳感器，以評(píng)估每日和每周溫度的快速波動(dòng)。
哪個(gè)是zui準(zhǔn)確的溫度傳感器？
RTD 是zui準(zhǔn)確的溫度傳感器。與熱電偶或熱敏電阻相比，鉑 RTD 具有非常好的準(zhǔn)確度、線性度、穩(wěn)定性和可重復(fù)性。
什么是熱電偶？
熱電偶是一種溫度傳感器，用于測量物體的內(nèi)部溫度。
熱電偶有以下三個(gè)定律：
均質(zhì)材料定律
如果所有導(dǎo)線和熱電偶均由相同材料制成，則導(dǎo)線中的溫度變化不會(huì)影響輸出電壓。因此，需要由不同材料制成的電線。
中間材料定律
在具有相同溫度的多種不同材料的電路中，所有熱電力的總和為零。這意味著如果在相同溫度下添加第三種材料，則新材料不會(huì)產(chǎn)生凈電壓。
連續(xù)或中間溫度定律
如果兩種不同的同質(zhì)材料在結(jié)點(diǎn)在 T1 和 T2 時(shí)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢1，在結(jié)點(diǎn)在 T2 和 T3 時(shí)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢2，則在結(jié)點(diǎn)在 T1 和 T3 時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢將為 emf1 + emf2
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