熱電阻溫度傳感器的探頭類型與結(jié)構(gòu)型式
熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測器。熱電阻測溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進(jìn)行溫度測量的。它的主要特點是測量精度高,性能穩(wěn)定。熱電阻大都由純金屬材料制成,目前應(yīng)用最多的是鉑和銅,此外,現(xiàn)在已開始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。其中鉑熱是阻的測量精確度是最高的,它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測溫,而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。
由于鉑電阻是一種應(yīng)用廣泛的熱電阻溫度傳感器,這里重點介紹一下。鉑電阻傳感器本質(zhì)上來講屬于PTC熱敏電阻的一種。金屬的電阻率會隨著溫度的升高而增大,因此這種特性被用來測量溫度。薄膜式鉑電阻,由于結(jié)構(gòu)超薄,因此在電阻不被影響的前提下,配置了一個玻璃套管,用以保護(hù)。目前通用的鉑電阻的電阻值為100Ohm(0℃時),這是目前國際通用的鉑電阻。另外一種PT100傳感器采用繞線陶瓷式,此種方法將鉑絲攻成螺旋狀,再裝入陶瓷基體內(nèi),此傳感器結(jié)構(gòu)十分緊密,在所有鉑電阻傳感器中,這種結(jié)構(gòu)精度最高,使用時間持久并且無老化現(xiàn)象,但是相較于熱電偶的測量原理,反應(yīng)時間較緩,因此在應(yīng)用時經(jīng)常運(yùn)用于食品科技,特別是實驗室研發(fā)環(huán)節(jié)。
熱電阻溫度傳感器制成的溫度探頭類型主要有三種:
1、刺入/浸入式探頭:用于測量液體及固體的溫度,探頭的前端設(shè)計為針狀刺入式。使用時如果測量探頭的溫度比被測物體低,根據(jù)能量守恒原理,熱能會從被測物體熱導(dǎo)至探頭上;如果測量探頭的溫度比被測物體較高,同理熱能則從探頭傳導(dǎo)至被測物體。這就意味著被測物體被加熱升溫,所測得的溫度是加溫之后的物體溫度,在此測量情況,探頭與介質(zhì)的比值必須考慮,因為探頭與介質(zhì)的比值越好,越能更精準(zhǔn)的測得物體獲取的能量,由于能量轉(zhuǎn)移的原因會導(dǎo)致測量時產(chǎn)生誤差。我們一定要注意儀器測量的不是介質(zhì)的溫度,而是傳感器的溫度,此測量誤差可以通過以下方式減?。捍倘牖蚪氲纳疃?0或15倍于探頭的直徑;當(dāng)測量液體時,盡量何持液體的流動可以有效減少誤差。
2、空氣溫度探頭,用來測量空氣溫度,例如冷庫、冷柜、空調(diào)室(調(diào)溫)、通風(fēng)場所(通風(fēng)/排風(fēng))等,空氣探頭的傳感器裸露,因此示值很容易受氣流所影響,最佳的解決方法是在氣流為2-3m/s時,順流輕移探頭,使溫度達(dá)成平衡穩(wěn)定。
3、表面探頭,用來測量物體的表面溫度。空氣溫度探頭和表面探頭使用進(jìn)行表面溫度測量時,探頭的前端必須垂直于被測物體,與被測物體充分完全的接觸。必須注意的是探頭與被測物的接觸面必須平坦,否則在測量時則會影響測量結(jié)果。
溫度探頭采用接觸方法,主要應(yīng)用在食品的抽樣檢查、食品運(yùn)輸過程中的溫度監(jiān)控、煙道中流動煙氣中心溫度測量、不同點溫差測量、電子焊接時通過表面溫度測量檢測預(yù)熱狀況、在化學(xué)反應(yīng)過程時通過浸入式測量化學(xué)溶液的溫度、在機(jī)械制造行業(yè),測量軸承與齒輪的表面溫度,用以維護(hù)及檢修等等方面。
熱電阻溫度傳感器有以下幾種結(jié)構(gòu)型式:
1)普通型熱電阻 從熱電阻的測溫原理可知,被測溫度的變化是直接通過熱電阻阻值的變化來測量的,因此,熱電阻體的引出線等各種導(dǎo)線電阻的變化會給溫度測量帶來影響。為消除引線電阻的影響同般采用三線制或四線制。
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實體,它的外徑一般為φ2~φ8mm,最小可達(dá)φ1mm。與普通型熱電阻相比,它有下列優(yōu)點:①體積小,內(nèi)部無空氣隙,熱慣性上,測量滯后??;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。
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,緊貼在溫度計端面,。它與一般軸向熱電阻相比,能更正確和快速地反映被測端面的實際溫度,適用于測量軸瓦和其他機(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)場不會引超爆炸。隔爆型熱電阻可用于Bla~B3c級區(qū)內(nèi)具有爆炸危險場所的溫度測量。本文源自澤天傳感,轉(zhuǎn)載請保留出處。
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