德國(guó)E+H溫度傳感器的應(yīng)用有哪些?
E+H溫度傳感器原理及應(yīng)用 #1 一、熱電偶的應(yīng)用原理 熱電偶是工業(yè)上zui常用的溫度檢測(cè)元件之一。其優(yōu)點(diǎn)是: ①測(cè)量精度高。因熱電偶直接與被測(cè)對(duì)象接觸,不受中間介質(zhì)的影響。 ②測(cè)量范圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可邊續(xù)測(cè)量,某些特殊熱電偶zui低可測(cè)到-269℃(如金鐵鎳鉻),zui高可達(dá)+2800℃(如鎢-錸)。 ③構(gòu)造簡(jiǎn)單,使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成,而且不受大小和開(kāi)頭的限制,外有保護(hù)套管,用起來(lái)非常方便。1.熱電偶測(cè)溫基本原理 將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來(lái),構(gòu)成一個(gè)閉合回路,如圖2-1-1所示。當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個(gè)執(zhí)著點(diǎn)1和2之間存在溫差時(shí),兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),因而在回路中形成一個(gè)大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來(lái)工作的。E+H溫度傳感器的應(yīng)用有哪些?2.熱電偶的種類(lèi)及結(jié)構(gòu)形成(1)熱電偶的種類(lèi) 常用熱電偶可分為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶兩大類(lèi)。所調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶是指國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了其熱電勢(shì)與溫度的關(guān)系、允許誤差、并有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)分度表的熱電偶,它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶在使用范圍或數(shù)量級(jí)上均不及標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶,一般也沒(méi)有統(tǒng)一的分度表,主要用于某些特殊場(chǎng)合的測(cè)量。標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶 我國(guó)從1988年1月1日起,熱電偶和熱電阻全部按IEC標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn),并S、B、E、K、R、J、T七種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶為我國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)型熱電偶。 (2)熱電偶的結(jié)構(gòu)形式 為了保證熱電偶可靠、穩(wěn)定地工作,對(duì)它的結(jié)構(gòu)要求如下:① 組成熱電偶的兩個(gè)熱電極的焊接必須牢固;② 兩個(gè)熱電極彼此之間應(yīng)很好地絕緣,以防短路;③ 補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶自由端的連接要方便可靠;④ 保護(hù)套管應(yīng)能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離。 3.熱電偶冷端的溫度補(bǔ)償 由于熱電偶的材料一般都比較貴重(特別是采用貴 金屬時(shí)),而測(cè)溫點(diǎn)到儀表的距離都很遠(yuǎn),為了節(jié)省熱 電偶材料,降低成本,通常采用補(bǔ)償導(dǎo)線把熱電偶的冷 端(自由端)延伸到溫度比較穩(wěn)定的控制室內(nèi),連接到 儀表端子上。必須指出,熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的作用只起延伸熱電極,使熱電偶的冷端移動(dòng)到控制室的儀表端子上,它本身并不能消除冷端溫度變化對(duì)測(cè)溫的影響,不起補(bǔ)償作用。因此,還需采用其他修正方法來(lái)補(bǔ)償冷端溫度t0≠0℃時(shí)對(duì)測(cè)溫的影響。在使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)必須注意型號(hào)相配,極性不能接錯(cuò),補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶連接端的溫度不能超過(guò)100℃。德國(guó)E+H溫度傳感器的應(yīng)用有哪些 E+H溫度傳感器二、熱電阻的應(yīng)用原理 熱電阻是中低溫區(qū)zui常用的一種溫度檢測(cè)器。它的主要特點(diǎn)是測(cè)量精度高,性能穩(wěn)定。其中鉑熱是阻的測(cè)量度是zui高的,它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)溫,而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。1.熱電阻測(cè)溫原理及材料 熱電阻測(cè)溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來(lái)進(jìn)行溫度測(cè)量的。熱電阻大都由純金屬材料制成,目前應(yīng)用zui多的是鉑和銅,此外,現(xiàn)在已開(kāi)始采用甸、鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。2.熱電阻的結(jié)構(gòu)(1)精通型熱電阻 工業(yè)常用熱電阻感溫元件(電阻體)的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)見(jiàn)表2-1-11。從熱電阻的測(cè)溫原理可知,被測(cè)溫度的變化是直接通過(guò)熱電阻阻值的變化來(lái)測(cè)量的,因此,熱電阻體的引出線等各種導(dǎo)線電阻的變化會(huì)給溫度測(cè)量帶來(lái)影響。為消除引線電阻的影響同般采用三線制或四線制,有關(guān)具體內(nèi)容參見(jiàn)本篇第三章*節(jié).(2)鎧裝熱電阻 鎧裝熱電阻是由感溫元件(電阻體)、引線、絕緣材料、不銹鋼套管組合而成的堅(jiān)實(shí)體,如圖2-1-7所示,它的外徑一般為φ2~φ8mm,zui小可達(dá)φmm。與普通型熱電阻相比,它有下列優(yōu)點(diǎn):①體積小,內(nèi)部無(wú)空氣隙,熱慣性上,測(cè)量滯后??;②機(jī)械性能好、耐振,抗沖擊;③能彎曲,便于安裝④使用壽命長(zhǎng)。德國(guó)E+H溫度傳感器的應(yīng)用有哪些(3)端面熱電阻 端面熱電阻感溫元件由特殊處理的電阻絲材繞制,緊貼在溫度計(jì)端面,其結(jié)構(gòu)如圖2-1-8所示。E+H溫度傳感器它與一般軸向熱電阻相比,能更正確和快速地反映被測(cè)端面的實(shí)際溫度,適用于測(cè)量軸瓦和其他機(jī)件的端面溫度。(4)隔爆型熱電阻 隔爆型熱電阻通過(guò)特殊結(jié)構(gòu)的接線盒,把其外殼內(nèi)部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影響而發(fā)生的爆炸局限在接線盒內(nèi),生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)不會(huì)引超爆炸。隔爆型熱電阻可用于Bla~B3c級(jí)區(qū)內(nèi)具有爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的溫度測(cè)量。3.熱電阻測(cè)溫系統(tǒng)的組成 熱電阻測(cè)溫系統(tǒng)一般由熱電阻、連接導(dǎo)線和顯示儀表等組成。必須注意以下兩點(diǎn):①熱電阻和顯示儀表的分度號(hào)必須一致②為了消除連接導(dǎo)線電阻變化的影響,必須采用三線制接法。具體內(nèi)容參見(jiàn)本篇第三章。(2)鎧裝熱電阻 鎧裝熱電阻是由感溫元件(電阻體)、引線、絕緣材料、不銹鋼套管組合而成的堅(jiān)實(shí)體,如圖2-1-7所示,E+H溫度傳感器它的外徑一般為φ2~φ8mm,zui小可達(dá)φmm。與普通型熱電阻相比,它有下列優(yōu)點(diǎn):①體積小,內(nèi)部無(wú)空氣隙,熱慣性上,測(cè)量滯后小;②機(jī)械性能好、耐振,抗沖擊,③能彎曲,便于安裝④使用壽命長(zhǎng)。(3)端面熱電阻 端面熱電阻感溫元件由特殊處理的電阻絲材繞制,緊貼在溫度計(jì)端面,其結(jié)構(gòu)如圖2-1-8所示。它與一般軸向熱電阻相比,能更正確和快速地反映被測(cè)端面的實(shí)際溫度,適用于測(cè)量軸瓦和其他機(jī)件的端面溫度。(4)隔爆型熱電阻 隔爆型熱電阻通過(guò)特殊結(jié)構(gòu)的接線盒,把其外殼內(nèi)部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影電阻體的斷路修理必然要改變電阻絲的長(zhǎng)短而影響電阻值,為此更換新的電阻體為好,若采用焊接修理,焊后要校驗(yàn)合格后才能使用。
溫度傳感器在汽車(chē)上的應(yīng)用溫度傳感器的作用是測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣,冷卻水,燃油等的溫度,并把測(cè)量結(jié)果轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸送給ECU.對(duì)于所有的汽油機(jī)電控系統(tǒng),進(jìn)氣溫度和冷卻水溫度是ECU進(jìn)行控制所必須的兩個(gè)溫度參數(shù),而其他的溫度參數(shù)則隨電控系統(tǒng)的類(lèi)型及控制需要而不盡相同.進(jìn)氣溫度傳感器通常安裝在空氣流量計(jì)或從空氣濾清器到節(jié)氣門(mén)體之間的進(jìn)氣道或空氣流量計(jì)中,水溫傳感器則布置在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水路,汽缸蓋或機(jī)體上上的適當(dāng)位置.可以用來(lái)測(cè)量溫度的傳感器有繞線電阻式,擴(kuò)散電阻式,半導(dǎo)體晶體管式,金屬芯式,熱電偶式和半導(dǎo)體熱敏電阻式等多種類(lèi)型,目前用在進(jìn)氣溫度和冷卻水溫度測(cè)量中應(yīng)用zui廣泛的是熱敏電阻式溫度傳感器.湯 回答采納率:38.5% 2008-12-06 20:37 E+H溫度傳感器
溫度傳感器有四種主要類(lèi)型:熱電偶、熱敏電阻、電阻溫度檢測(cè)器(RTD)和IC溫度傳感器(見(jiàn)下表)。IC溫度傳感器又包括模擬輸出和數(shù)字輸出兩種類(lèi)型。 熱電偶應(yīng)用很廣泛,因?yàn)樗鼈兎浅?jiān)固而且不太貴。熱電偶有多種類(lèi)型,它們覆蓋非常寬的溫度范圍,從 C200℃到2000℃。它們的特點(diǎn)是:低靈敏度、低穩(wěn)定性、中等精度、響應(yīng)速度慢、高溫下容易老化和有漂移,以及非線性。另外,熱電偶需要外部參考端。 RTD精度*且具有中等線性度。它們特別穩(wěn)定,并有許多種配置。但它們的zui高工作溫度只能達(dá)到400℃左右。它們也有很大的TC,且價(jià)格昂貴(是熱電偶的4~10倍),并且需要一個(gè)外部參考源。 模擬輸出IC溫度傳感器具有很高的線性度 (如果配合一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器或ADC可產(chǎn)生數(shù)字輸出)、低成本、高精度(大約1%)、小尺寸和高分辨率。它們的不足之處在于溫度范圍有限(C55℃~+150℃),并且需要一個(gè)外部參考源。 數(shù)字輸出IC溫度傳感器帶有一個(gè)內(nèi)置參考源,它們的響應(yīng)速度也相當(dāng)慢(100 ms數(shù)量級(jí))。雖然它們固有地會(huì)自身發(fā)熱,但可以采用自動(dòng)關(guān)閉和單次轉(zhuǎn)換模式使其在需要測(cè)量之前將IC設(shè)置為低功耗狀態(tài),從而將自身發(fā)熱降到zui低。 與熱敏電阻、RTD和熱電偶傳感器相比,IC溫度傳感器具有很高的線性,低系統(tǒng)成本,集成復(fù)雜的功能,能夠提供一個(gè)數(shù)字輸出,并能夠在一個(gè)相當(dāng)有用的范圍內(nèi)進(jìn)行溫度測(cè)量。 溫度測(cè)量傳感器比較。 模擬輸出IC傳感器和數(shù)字輸出IC傳感器之間有什么差別? 模擬輸出IC傳感器輸出與溫度成正比的電壓或電流,而數(shù)字輸出IC傳感器通過(guò)其內(nèi)置的ADC將將傳感器的模擬輸出轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。 IC溫度傳感器的實(shí)際檢測(cè)是采用一個(gè)簡(jiǎn)單的晶體管p-n結(jié),通過(guò)測(cè)量其基極-發(fā)射極結(jié)電壓(VBE)檢測(cè)溫度變化。E+H溫度傳感器p-n結(jié)兩端的電壓具有大約2 mV/℃的固有溫度依賴關(guān)系(見(jiàn)圖1)。這也被稱為二極管溫度傳感器。通過(guò)內(nèi)置ADC對(duì)傳感器的模擬輸出進(jìn)行數(shù)字化,可以得到其數(shù)字輸出。 圖1:本圖示出硅二極管的電阻響應(yīng)特性與溫度的關(guān)系曲線。 使用溫度傳感器時(shí)必須考慮哪些因素? 有兩個(gè)主要考慮因素:需要測(cè)量什么和必須以多高的精度進(jìn)行測(cè)量。這兩個(gè)因素受使用的傳感器類(lèi)型和它與溫度測(cè)量點(diǎn)的相對(duì)位置 (即傳感器的安裝位置) 的影響。這一點(diǎn)對(duì)于像IC傳感器這樣的固有自身發(fā)熱傳感器很重要,因?yàn)樗鼫y(cè)量的溫度實(shí)質(zhì)上是晶體管p-n結(jié)二極管本身的溫度。 對(duì)于IC溫度測(cè)量,如CPU本地溫度,溫度測(cè)量并不那么直接。的測(cè)量方法是使用一個(gè)集成在CPU之內(nèi)的溫度二極管監(jiān)測(cè)器(見(jiàn)圖2)。 圖2:可將溫度二極管測(cè)量電路集成到在CPU上的本地溫度傳感器,或在印制電路(PCB)板上作為一個(gè)分立二極管連接晶體管。 IC溫度傳感器與熱敏電阻有何不同? 盡管這兩種傳感器都具備小外形尺寸并且提供模擬輸出,但I(xiàn)C傳感器具有更高的線性和更寬的工作溫度范圍。它可以集成其它的內(nèi)置功能,例如提供數(shù)字輸出的ADC,數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)、參考電壓源和風(fēng)扇控制電路。IC傳感器集成復(fù)雜電路的能力意味著比熱敏電阻的總系統(tǒng)成本低(熱敏電阻需要許多附加的外部元件),并且隨著IC制造線寬的進(jìn)一步縮小,IC傳感器的封裝尺寸也將減小。 數(shù)字輸出溫度傳感器比模擬輸出溫度傳感器有哪些優(yōu)勢(shì)?E+H溫度傳感器 與其它三種主要類(lèi)型溫度傳感器(熱電偶、RTD和熱敏電阻)不同,數(shù)字輸出IC溫度傳感器不需要外部線性化電路轉(zhuǎn)換。此外,由于其IC集成特性,它們自然會(huì)降低成本。它們可與常見(jiàn)的計(jì)算機(jī)總線(例如I2C總線、SPI總線和SMBus等)連接。而且,它們?cè)试S與遠(yuǎn)端其它傳感器進(jìn)行通信,以完成一些控制任務(wù)(例如風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制和總體系統(tǒng)溫度控制)。 什么是自動(dòng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制? 自動(dòng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制實(shí)際上是使用一個(gè)本地?cái)?shù)字輸出溫度傳感器來(lái)檢測(cè)CPU的實(shí)際管芯溫度。將傳感器的輸出饋送給一個(gè)控制CUP散熱風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的脈沖寬度調(diào)制器(PWM)或DAC。這樣可將CPU的溫度保持在設(shè)計(jì)要求之內(nèi)(見(jiàn)圖3)。風(fēng)扇轉(zhuǎn)度控制在消費(fèi)電子產(chǎn)品中正變得越來(lái)越重要,在此類(lèi)應(yīng)用中,減小風(fēng)扇聲學(xué)噪音、降低功耗和提高可靠性都是重要改進(jìn)因素。E+H溫度傳感器
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