Які характеристики датчиків температури

Датчик температури – це датчик, який може вимірювати температуру та перетворювати її на придатний вихідний сигнал. Датчики температури є основною частиною приладів для вимірювання температури з великою різноманітністю типів. За методами вимірювання його можна розділити на дві категорії: контактний і безконтактний тип. За характеристиками сенсорних матеріалів і електронних компонентів його можна розділити на дві категорії:термісторітермопара.

Датчик температури – це датчик, який може вимірювати температуру та перетворювати її на придатний вихідний сигнал. Датчики температури є основною частиною приладів для вимірювання температури з великою різноманітністю типів, які можна розділити на контактні та безконтактні на основі методів вимірювання. Їх можна розділити на дві категорії на основі матеріалів сенсора та характеристик електронних компонентів: термістори та термопари. Існує чотири основних типи датчиків температури: термопари, термістори,датчики температури опору (RTD) , і IC датчики температури. Датчики температури IC мають два типи контактного типу:

аналоговий вихід і цифровий вихід

Частина виявлення контактного датчика температури має хороший контакт із вимірюваним об’єктом, також відомий як термометр. Термометри досягають теплової рівноваги за допомогою провідності або конвекції, дозволяючи їхнім показанням безпосередньо відображати температуру вимірюваного об’єкта. Як правило, точність вимірювання відносно висока. У певному діапазоні вимірювання температури термометр також може вимірювати розподіл температури всередині об’єкта. Однак для рухомих об’єктів, невеликих цілей або об’єктів з дуже малою теплоємністю можуть виникати значні похибки вимірювання. Зазвичай використовувані термометри включають біметалічні термометри, скляні рідинні термометри, термометри тиску, електропозитивні термометри, термістори та термометри з термопарами. Вони широко використовуються в промисловості, сільському господарстві, торгівлі тощо. У повсякденному житті люди часто використовують ці термометри для вимірювання температури нижче 120 К. Розроблено низькотемпературні термометри, такі як низькотемпературні газові термометри, термометри тиску пари, акустичні термометри, парамагнітні сольові термометри, квантові термометри, низькотемпературні термометри, низькотемпературні термоелектричні пари. Низькотемпературні термометри потребують датчиків температури з невеликим об’ємом, високою точністю, хорошою відтворюваністю та стабільністю. Цементований скляний термістор, виготовлений шляхом спікання пористого висококварцевого скла, є температурним чутливим елементом для низькотемпературних термометрів, які можна використовувати для вимірювання температур у діапазоні 1,6-300 К.

Безконтактний

Його чутливі компоненти не контактують з вимірюваним об’єктом, також відомі як безконтактні прилади для вимірювання температури. Цей тип приладу можна використовувати для вимірювання температури поверхні рухомих об'єктів, малих цілей і об'єктів з невеликою теплоємністю або швидкими змінами температури (перехідними процесами), а також для вимірювання розподілу температури температурного поля.

Зазвичай використовувані безконтактні прилади для вимірювання температури засновані на основному законі випромінювання чорного тіла і називаються приладами для вимірювання температури випромінювання. Радіаційні методи вимірювання температури включають яскравий метод (див. Оптичний пірометр), радіаційний метод (див. Радіаційний пірометр), колориметричний метод (див. Колориметричний термометр). Різні методи вимірювання температури випромінювання можуть вимірювати лише відповідну фотометричну температуру, температуру випромінювання або колориметричну температуру. Лише температура, виміряна для чорного тіла (об’єкта, який поглинає все випромінювання, але не відбиває світло), є справжньою температурою. Якщо ви хочете визначити справжню температуру об’єкта, виправте коефіцієнт випромінювання поверхні матеріалу. Коефіцієнт випромінювання поверхні матеріалів залежить не лише від температури та довжини хвилі, але й від стану поверхні, покриття та мікроструктури. В автоматизації часто необхідно використовувати радіаційну термометрію для вимірювання або контролю температури поверхні певних об’єктів, наприклад температури прокатки сталевих смуг, температури прокатки, температури кування та температури різних розплавлених металів у плавильних печах або тиглях. в металургії. У цих конкретних ситуаціях виміряти поверхневу випромінювальну здатність об’єкта досить складно.Для автоматичного вимірювання та контролю температури твердої поверхні , додатковий відбивач може бути використаний для формування порожнини чорного тіла разом з вимірюваною поверхнею. Вплив додаткового випромінювання може збільшити ефективне випромінювання та ефективний коефіцієнт випромінювання вимірюваної поверхні. Використовуючи ефективний коефіцієнт випромінювання та регулюючи виміряну температуру за допомогою приладу, можна отримати справжню температуру виміряної поверхні. Типовим додатковим відбивачем є напівсферичний відбивач. Розсіяне випромінювання поблизу центру кульки на вимірюваній поверхні може відбиватися назад на поверхню напівсферичним дзеркалом, утворюючи додаткове випромінювання, тим самим покращуючи ефективний коефіцієнт випромінювання – це поверхнева випромінювальна здатність матеріалу, а p – відбивна здатність матеріалу. рефлектор. Для радіаційного вимірювання справжньої температури газових і рідких середовищ може бути використаний метод введення трубок з термостійкого матеріалу на певну глибину для формування порожнин чорного тіла. Розрахувати ефективний коефіцієнт випромінювання циліндричної порожнини після досягнення теплової рівноваги із середовищем. При автоматичному вимірюванні та контролі це значення можна використовувати для корекції виміряної температури дна (тобто температури середовища) і отримання справжньої температури середовища.

Переваги безконтактного вимірювання температури: Верхня межа вимірювання не обмежується температурним опором температурного чутливого елемента, тому в принципі немає обмежень на вимірювану температуру. Для високих температур понад 1800 °C основним методом, який використовується, є безконтактне вимірювання змішування риби-фугу. З розвитком інфрачервоної технології вимірювання радіаційної температури поступово розширилося від видимого світла до інфрачервоного, і було прийнято від нижче 7009 ℃ до кімнатної температури з високою візуальною роздільною здатністю.