1. 热电偶温度传感器的原理是
温度传感器 temperature transducer
定义:利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为可用输出信号。温度传感器是温度测量仪表的核心部分,品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类,按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。现代的温度传感器外形非常得小,这样更加让它广泛应用在生产实践的各个领域中,也为我们的生活提供了无数的便利和功能。
分类:温度传感器有四种主要类型:热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)和IC温度传感器。IC温度传感器又包括模拟输出和数字输出两种类型。
工作原理:
1、温度传感器工作原理--热电偶
两种不同导体或半导体的组合称为热电偶。热电偶的热电势EAB(T,T0)是由接触电势和温差电势合成的。接触电势是指两种不同的导体或半导体在接触处产生的电势,此电势与两种导体或半导体的性质及在接触点的温度有关。
当有两种不同的导体和半导体A和B组成一个回路,其两端相互连接时,只要两结点处的温度不同,一端温度为T,称为工作端或热端,另一端温度为TO,称为自由端,则回路中就有电流产生,即回路中存在的电动势称为热电动势。这种由于温度不同而产生电动势的现象称为塞贝克效应。
2、温度传感器工作原理--红外温度传感器
在自然界中,当物体的温度高于绝对零度时,由于它内部热运动的存在,就会不断地向四周辐射电磁波,其中就包含了波段位于0.75~100μm 的红外线,红外温度传感器就是利用这一原理制作而成的。
SMTIR9901/02是一款现在市场上应用比较广的红外传感器,它是基于热电堆的硅基红外传感器。大量的热电偶堆集在底层的硅基上,底层上的高温接点和低温接点通过一层极薄的薄膜隔离它们的热量,高温接点上面的黑色吸收层将入射的放射线转化为热能,由热电效应可知,输出电压与放射线是成比例的,通常热电堆是使用BiSb和NiCr作为热电偶。
3、温度传感器工作原理--模拟温度传感器
AD590是一款电流输出型温度传感器,供电电压范围为3~30V,输出电流223μA~423μA,灵敏度为1μA/℃。当在电路中串接采样电阻R时,R两端的电压可作为输出电压。R的阻值不能取得太大,以保证AD590两端电压不低于3V。AD590输出电流信号传输距离可达到1km以上。作为一种高阻电流源,最高可达20MΩ,所以它不必考虑选择开关或CMOS多路转换器所引入的附加电阻造成的误差。适用于多点温度测量和远距离温度测量的控制。
.4、温度传感器工作原理--数字式温度传感器
它采用硅工艺生产的数字式温度传感器,其采用PTAT结构,这种半导体结构具有精确的,与温度相关的良好输出特性。PTAT的输出通过占空比比较器调制成数字信号,占空比与温度的关系如下式:DC=0.32+0.0047*t,t为摄氏度。输出数字信号故与微处理器MCU兼容,通过处理器的高频采样可算出输出电压方波信号的占空比,即可得到温度。该款温度传感器因其特殊工艺,分辨率优于0.005K。测量温度范围-45到130℃,故广泛被用于高精度场合。
2. 热电偶温度传感器的组成
热电偶的作用:直接测量温度。在温度测量中,热电偶的应用极为广泛,它具有结构简单、制造方便、测量范围广、精度高、惯性小和输出信号便于远传等许多优点。
另外,由于热电偶是一种有源传感器,测量时不需外加电源,使用十分方便,所以常被用作测量炉子、管道内的气体或液体的温度及固体的表面温度。
当有两种不同的导体或半导体A和B组成一个回路,其两端相互连接时,只要两结点处的温度不同,一端温度为T,称为工作端或热端,另一端温度为T0 ,称为自由端(也称参考端)或冷端,回路中将产生一个电动势,该电动势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关。
这种现象称为“热电效应”,两种导体组成的回路称为“热电偶”,这两种导体称为“热电极”,产生的电动势则称为“热电动势”。
3. 热电偶温度传感器的基本原理
热电偶作为温度测量传感器所依据的原理是热电效应。
当两种不同的导体A和B的两端相接组成闭合回路,就组成了热电偶。如果导体A和导体B的两个接点温度不同,则在改回路中就会产生电流,这表明了该回路中存在电动势,这个物理现象称为热电效应。相应的电动势称为热电动势。
组成热电偶的两种不同的导体或半导体称为热电极,放置在被测温度的介质中的接点叫做测量端(工作端、热端);另一个接点通常置于某个恒定的温度,叫做参比端(自由端、冷端)
4. 热电偶温度传感器的原理是什么
辐射热电偶温度传感器的工作原理:
塞贝克效应 :若金属棒的两端处在不同温度时,则自由电子便会由高温区扩散至低温区,因而产生热流及电流由高温区传流向低温区的现象。
热电偶 (Thermocouple):使两接点分别接触到不同的温度,则因在不同 金属内导电子的扩散速率不同,所以,在两金属内的扩散电流大小也会不同,因此会在两金属的连结回路中会形成一微小的净电流(约10μV左右),这个实践也可自己找两条不同材料的金属线连接到一起加温观察万用表读数。
5. 热电偶式温度传感器的工作原理是基于
热电偶传感器哦工作原理
当有两种不同的导体和半导体A和B组成一个回路,其两端相互连接时,只要两结点处的温度不同,一端温度为T,称为工作端或热端,另一端温度为TO,称为自由端或冷端,则回路中就有电流产生,即回路中存在的电动势称为热电动势。这种由于温度不同而产生电动势的现象称为塞贝克效应。与塞贝克有关的效应有两个:其一,当有电流流过两个不同导体的连接处时,此处便吸收或放出热量(取决于电流的方向),称为珀尔帖效应;其二,当有电流流过存在温度梯度的导体时,导体吸收或放出热量(取决于电流相对于温度梯度的方向),称为汤姆逊效应。两种不同导体或半导体的组合称为热电偶。
6. 热电偶温度传感器的工作原理图
热电偶是温度传感器其中一种,温度传感器包含热电偶、热电阻、热敏电阻这三大类热电阻和热电偶是温度传感器最常用的感温元件。
热电偶温度传感器工作原理是两种不同金属接触面两端在不同温度时产生不同微弱电压,经放大电路来测量温度,主要用于测量高温。
热电阻温度传感器的工作原理是电阻值随着温度变化,主要用于测量微小的温度变化。
7. 热电偶温度传感器的原理是什么意思
由于温度传感器分为很多类型,所以,不同类型的传感器,它的工作原理也是不同的。热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)和IC温度传感器。IC温度传感器又包括模拟输出和数字输出两种类型。温度传感器的选用注意事项: