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溫度傳感器選用時需考慮的問題

發布時間:2012-10-2??????發布人:澤天科技??????點擊:

選擇溫度傳感器比選擇其它類型的傳感器所需要考慮的內容更多。首先,必須選擇傳感器的結構,使敏感元件的規定的測量時間之內達到所測流體或被測表面的溫度。溫度傳感器的輸出僅僅是敏感元件的溫度。實際上,要確保傳感器指示的溫度即為所測對象的溫度,常常是很困難的。

在大多數情況下,對溫度傳感器的選用,需考慮以下幾個方面的問題:

1) 被測對象的溫度是否需記錄、報警和自動控制,是否需要遠距離測量和傳送。

2) 測溫范圍的大小和精度要求。

3) 測溫元件大小是否適當。

4) 在被測對象溫度隨時間變化的場合,測溫元件的滯后能否適應測溫要求。

5) 被測對象的環境條件對測溫元件是否有損害。

6) 價格如何,使用是否方便。

容器中的流體溫度一般用熱電偶或熱電阻探頭測量,但當整個系統的使用壽命比探頭的預計使用壽命長得多時,或者預計會相當頻繁地拆卸出探頭以校準或維修卻不能在容器上開口時,可在容器壁上安裝永久性的熱電偶套管。用熱電偶套管會顯著地延長測量的時間常數。當溫度變化很慢而且熱導誤差很小時,熱電偶套管不會影響測量的精確度,但如果溫度變化很迅速,敏感元件跟蹤不上溫度的迅速變化,而且導熱誤差又可能增加時,測量精確度就會受到影響。因此要權衡考慮可維修性和測量精度這兩個因素。

熱電偶或熱電阻探頭的全部材料都應與可能和它們接觸的流體適應。使用裸露元件探頭時,必須考慮與所測流體接觸的各部件材料(敏感元件、連接引線、支撐物、局部保護罩等)的適應性,使用熱電偶套管時,只需要考慮套管的材料。

電阻式熱敏元件在浸入液體及多數氣體時,通常是密封的,至少要有涂層,裸露的電阻元件不能浸入導電或污染的流體中,當需要其快速響應時,可將它們用于干燥的空氣和有限的幾種氣體及某些液體中。電阻元件如用在停滯的或慢速流動的流體中,通常需有某種殼體罩住以進行機械保護。

當管子、導管或容器不能開口或禁止開口,因而不能使用探頭或熱電偶套管時,可通過在外壁鉗夾或固定一個表面溫度傳感器的方法進和測量。為了確保合理的測量精度,傳感器必須與環境大氣熱隔離并與熱輻射源隔離,而且必須通過傳感器的適當設計與安裝使壁對敏感元件的熱傳導達到到最佳狀態。

所測的固體材料可以是金屬的或非金屬的,任何類型的表面溫度傳感器都會在某種程度上改變被測物表面或表面下層的材料特性。因此,必須對傳感器及其安裝方法進行適當的選擇以便將這種干擾減到最小程度。理想的傳感器應該完全用與所測固體相同的材料制造并與材料形成一體,這樣測量點或其周圍的結構特征就不會以任何方式改變??捎玫倪@類傳感器有各種各樣,其中包括電阻(薄膜熱電阻、熱敏電阻)型,也包括薄膜和細導線型的熱電偶。用可埋入的小傳感器或帶螺紋的鑲嵌件進行表面玉的溫度測量,應使埋入的傳咸器或鑲嵌件的外緣與所測材料的外表面平齊。鑲嵌件的材料應與所測的材料相同,至少要非常相似。使用墊圈式傳感器時,必須注意確保墊圈所能達到的溫度盡可能接近欲測溫度。

溫度傳感器的選擇主要是根據測量范圍。當測量范圍預計在總量程之內,可選用鉑電阻傳感器。較窄的量程通常要求傳感器必須具有相當高的基本電阻,以便獲得足夠大的電阻變化。熱敏電阻所提供的足夠大的電阻變化使得這些敏感元件非常適用于窄的測量范圍。如果測量范圍相當大時,熱電偶更適用。最好將冰點也包括在此范圍內,因為熱電偶的分度表是以此溫度為基準的已知范圍內的傳感器線性也可作為選擇傳感器的附加條件。

響應時間通常用時間常數表示,它是選擇傳感器的另一個基本依據。當要監視貯槽中溫度時,時間常數不那么重要。然而當使用過程中必須測量振動管中的溫度時,時間常數就成為選擇傳感器的決定因素。珠型熱敏電阻和鎧裝露頭型熱電偶的時間常數相當小,而浸入式探頭,特別是帶有保護套管的熱電偶,時間常數比較大。

動態溫度的測量比較復雜,只有通過反復測試,盡量接近地模擬出傳感器使用中經常發生的條件,才能獲得傳感器動態性能的合理近似。本文源自澤天傳感,轉載請保留出處。

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