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溫度傳感器該如何選型?選擇溫度傳感器需要注意哪些事項(xiàng)?
發(fā)布時(shí)間:2018-08-01 責(zé)任編輯:lina
【導(dǎo)讀】溫度傳感器是電路中一個(gè)比較常見的元器件,同時(shí)溫度傳感器的種類也是五花八門,那么種類繁多的溫度傳感器應(yīng)該怎么挑選呢?選擇溫度傳感器時(shí)又需要注意什么呢?
溫度傳感器是電路中一個(gè)比較常見的元器件,同時(shí)溫度傳感器的種類也是五花八門,那么種類繁多的溫度傳感器應(yīng)該怎么挑選呢?選擇溫度傳感器時(shí)又需要注意什么呢?
溫度傳感器
溫度傳感器是指能感受溫度并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的傳感器。溫度傳感器是溫度測(cè)量?jī)x表的核心部分,品種繁多。按測(cè)量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類,按照傳感器材料及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類。
溫度傳感器的種類
接觸式
接觸式溫度傳感器的檢測(cè)部分與被測(cè)對(duì)象有良好的接觸,又稱溫度計(jì)。
溫度計(jì)通過傳導(dǎo)或?qū)α鬟_(dá)到熱平衡,從而使溫度計(jì)的示值能直接表示被測(cè)對(duì)象的溫度。溫度傳感器一般測(cè)量精度較高。在一定的測(cè)溫范圍內(nèi),溫度計(jì)也可測(cè)量物體內(nèi)部的溫度分布。但對(duì)于運(yùn)動(dòng)體、小目標(biāo)或熱容量很小的對(duì)象則會(huì)產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差,常用的溫度計(jì)有雙金屬溫度計(jì)、玻璃液體溫度計(jì)、壓力式溫度計(jì)、電阻溫度計(jì)、熱敏電阻和溫差電偶等。它們廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)等部門。在日常生活中人們也常常使用這些溫度計(jì)。隨著低溫技術(shù)在國(guó)防工程、空間技術(shù)、冶金、電子、食品、醫(yī)藥和石油化工等部門的廣泛應(yīng)用和超導(dǎo)技術(shù)的研究,測(cè)量120K以下溫度的低溫溫度計(jì)得到了發(fā)展,如低溫氣體溫度計(jì)、蒸汽壓溫度計(jì)、聲學(xué)溫度計(jì)、順磁鹽溫度計(jì)、量子溫度計(jì)、低溫?zé)犭娮韬偷蜏販夭铍娕嫉?。低溫溫度?jì)要求感溫元件體積小、準(zhǔn)確度高、復(fù)現(xiàn)性和穩(wěn)定性好。利用多孔高硅氧玻璃滲碳燒結(jié)而成的滲碳玻璃熱電阻就是低溫溫度計(jì)的一種感溫元件,可用于測(cè)量1.6~300K范圍內(nèi)的溫度。
非接觸式
它的敏感元件與被測(cè)對(duì)象互不接觸,又稱非接觸式測(cè)溫儀表。這種儀表可用來測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體、小目標(biāo)和熱容量小或溫度變化迅速(瞬變)對(duì)象的表面溫度,也可用于測(cè)量溫度場(chǎng)的溫度分布。
最常用的非接觸式測(cè)溫儀表基于黑體輻射的基本定律,稱為輻射測(cè)溫儀表。溫度傳感器輻射測(cè)溫法包括亮度法(見光學(xué)高溫計(jì))、輻射法(見輻射高溫計(jì))和比色法(見比色溫度計(jì))。各類輻射測(cè)溫方法只能測(cè)出對(duì)應(yīng)的光度溫度、輻射溫度或比色溫度。只有對(duì)黑體(吸收全部輻射并不反射光的物體)所測(cè)溫度才是真實(shí)溫度。如欲測(cè)定物體的真實(shí)溫度,則必須進(jìn)行材料表面發(fā)射率的修正。而材料表面發(fā)射率不僅取決于溫度和波長(zhǎng),而且還與表面狀態(tài)、涂膜和微觀組織等有關(guān),因此很難精確測(cè)量。在自動(dòng)化生產(chǎn)中往往需要利用輻射測(cè)溫法來測(cè)量或控制某些物體的表面溫度,如冶金中的鋼帶軋制溫度、軋輥溫度、鍛件溫度和各種熔融金屬在冶煉爐或坩堝中的溫度。在這些具體情況下,物體表面發(fā)射率的測(cè)量是相當(dāng)困難的。對(duì)于固體表面溫度自動(dòng)測(cè)量和控制,可以采用附加的反射鏡使與被測(cè)表面一起組成黑體空腔。附加輻射的影響能提高被測(cè)表面的有效輻射和有效發(fā)射系數(shù)。利用有效發(fā)射系數(shù)通過儀表對(duì)實(shí)測(cè)溫度進(jìn)行相應(yīng)的修正,最終可得到被測(cè)表面的真實(shí)溫度。最為典型的附加反射鏡是半球反射鏡。球中心附近被測(cè)表面的漫射輻射能受半球鏡反射回到表面而形成附加輻射,從而提高有效發(fā)射系數(shù)式中ε為材料表面發(fā)射率,ρ為反射鏡的反射率。溫度傳感器至于氣體和液體介質(zhì)真實(shí)溫度的輻射測(cè)量,則可以用插入耐熱材料管至一定深度以形成黑體空腔的方法。通過計(jì)算求出與介質(zhì)達(dá)到熱平衡后的圓筒空腔的有效發(fā)射系數(shù)。在自動(dòng)測(cè)量和控制中就可以用此值對(duì)所測(cè)腔底溫度(即介質(zhì)溫度)進(jìn)行修正而得到介質(zhì)的真實(shí)溫度。
非接觸測(cè)溫優(yōu)點(diǎn):測(cè)量上限不受感溫元件耐溫程度的限制,因而對(duì)最高可測(cè)溫度原則上沒有限制。對(duì)于1800℃以上的高溫,主要采用非接觸測(cè)溫方法。隨著紅外技術(shù)的發(fā)展,輻射測(cè)溫 逐漸由可見光向紅外線擴(kuò)展,700℃以下直至常溫都已采用,且分辨率很高。
溫度傳感器如何選型
利用物質(zhì)各種物理性質(zhì)隨溫度變化的規(guī)律把溫度轉(zhuǎn)換為電量的傳感器。這些呈現(xiàn)規(guī)律性變化的物理性質(zhì)主要有體。溫度傳感器是溫度測(cè)量?jī)x表的核心部分,品種繁多。按測(cè)量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類,按照傳感器材料及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類。如果您要進(jìn)行可靠的溫度測(cè)量,就需要為您的應(yīng)用選擇正確的溫度傳感器。熱電偶、熱敏電阻、鉑電阻(RTD)和溫度IC是測(cè)試中最常用的溫度傳感器。
1 熱電偶
熱電偶是溫度測(cè)量中最常用的傳感器。其主要好處是寬溫度范圍和適應(yīng)各種大氣環(huán)境,而且結(jié)實(shí)、價(jià)低,無需供電,尤其最便宜。熱電偶由在一端連接的兩條不同金屬線(金屬A和金屬B)構(gòu)成,如圖1所示。當(dāng)熱電偶一端受熱時(shí),熱電偶電路中就有電勢(shì)差??捎脺y(cè)量的電勢(shì)差來計(jì)算溫度。
各類溫度傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)
不過,電壓和溫度間是如圖2所示的非線性關(guān)系,溫度由于電壓和溫度是非線性關(guān)系,因此需要為參考溫度(Tref)作第二次測(cè)量,并利用測(cè)試設(shè)備軟件和∕或硬件在儀器內(nèi)部處理電壓-溫度變換,以最終獲得熱偶溫度(Tx)。Agilent34970A和34980A數(shù)據(jù)采集器均有內(nèi)置的測(cè)量了運(yùn)算能力。
熱偶電路圖及熱偶電壓
簡(jiǎn)而言之,熱偶是最簡(jiǎn)單和最通用的溫度傳感器,但熱偶并不適合高精度的應(yīng)用。
2 熱敏電阻
熱敏電阻是用半導(dǎo)體材料,大多為負(fù)溫度系數(shù),即阻值隨溫度增加而降低。溫度變化會(huì)造成大的阻值改變,因此它是最靈敏的溫度傳感器。但熱敏電阻的線性度極差,并且與生產(chǎn)工藝有很大關(guān)系。制造商給不出標(biāo)準(zhǔn)化的熱敏電阻曲線。
熱敏電阻電路圖
熱敏電阻體積非常小,對(duì)溫度變化的響應(yīng)也快。但熱敏電阻需要使用電流源,小尺寸也使它對(duì)自熱誤差極為敏感。
熱敏電阻在兩條線上測(cè)量的是絕對(duì)溫度, 有較好的精度,但它比熱偶貴,可測(cè)溫度范圍也小于熱偶。一種常用熱敏電阻在25℃時(shí)的阻值為5kΩ,每1℃的溫度改變?cè)斐?00Ω的電阻變化。注意10Ω的引線電阻僅造成可忽略的 0.05℃誤差。它非常適合需要進(jìn)行快速和靈敏溫度測(cè)量的電流控制應(yīng)用。尺寸小對(duì)于有空間要求的應(yīng)用是有利的,但必須注意防止自熱誤差。
2線RTD測(cè)量
2.1 測(cè)量技巧
熱敏電阻體積小是優(yōu)點(diǎn),它能很快穩(wěn)定,不會(huì)造成熱負(fù)載。不過也因此很不結(jié)實(shí),大電流會(huì)造成自熱。由于熱敏電阻是一種電阻性器件,任何電流源都會(huì)在其上因功率而造成發(fā)熱。功率等于電流平方與電阻的積。因此要使用小的電流源。如果熱敏電阻暴露在高熱中,將導(dǎo)致永久性的損壞。
3 鉑電阻溫度傳感器
與熱敏電阻相似,鉑電阻溫度傳感器(RTD)也是用鉑制成的熱敏感電阻。當(dāng)通過測(cè)量電壓計(jì)算RTD 溫度時(shí),數(shù)字萬用表用已知電流源測(cè)量該電流源所產(chǎn)生的電壓。這一電壓為兩條引線(Vlead)上的壓降加RTD上的電壓(Vtemp)。例如,常用RTD 的電阻為100Ω,每1℃僅產(chǎn)生0.385Ω的電阻變化。如果每條引線有10Ω電阻,就將造成26℃的測(cè)量誤差,這是不可接受的。所以應(yīng)對(duì)RTD作4線歐姆測(cè)量。
RTD是最精確和最穩(wěn)定的溫度傳感器,它的線性度優(yōu)于熱偶和熱敏電阻。但RTD也是最慢和最貴的溫度傳感器。因此RTD最適合對(duì)精度有嚴(yán)格要求,而速度和價(jià)格不太關(guān)鍵的應(yīng)用領(lǐng)域。
4線測(cè)量
3.1 測(cè)量技巧
·使用5mA電流源會(huì)因自熱造成2.5℃的溫度測(cè)量誤差。因此把自熱誤差減到最小是極為重要的。
·4線測(cè)量更為精確,但需要兩倍的引線和兩倍的開關(guān)。
4 溫度IC
溫度集成電路(IC)是一種數(shù)字溫度傳感器,它有非常線性的電壓∕電流-溫度關(guān)系。有些IC傳感器甚至有代表溫度、并能被微處理器直接讀出的數(shù)字輸出形式。
4.1 兩類具有如下溫度關(guān)系的溫度IC
·電壓IC: 10 mV/K。
·電流IC: 1μA/K。
溫度IC 的輸出是非常線性的電壓∕℃。實(shí)際產(chǎn)生的是電壓∕Kelvin,因此室溫時(shí)的1℃輸出約為3V。溫度IC需要有外電源。通常溫度IC是嵌入在電路中而不用于探測(cè)。
電流傳感器(左)和電壓傳感器(右)
溫度IC缺點(diǎn)是溫度范圍非常有限,也存在同樣的自熱、不堅(jiān)固和需要外電源的問題??傊?,溫度IC提供產(chǎn)生正比于溫度的易讀讀數(shù)方法。它很便宜,但也受到配置和速度限制。
4.2 測(cè)量技巧
·溫度IC 體積較大,因此它變化慢,并可能造成熱負(fù)載。
·把溫度IC用于接近室溫的場(chǎng)合。這是它最流行的應(yīng)用。雖然測(cè)量范圍有限,但也能測(cè)量150℃的高溫。
5 結(jié)語
我們已討論了各類常用溫度傳感器的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。如果您了解必須的權(quán)衡,為您的應(yīng)用仔細(xì)選擇正確的傳感器,您就能避免常見的缺憾而實(shí)現(xiàn)可靠的溫度測(cè)量。
依據(jù)溫度范圍挑選溫度傳感器
1.鉑銠10-鉑熱電偶
鉑銠10-鉑熱電偶(S型熱電偶)為貴金屬熱電偶。偶絲直徑規(guī)定為0.5mm,允許偏差-0.015mm,其正極(SP)的名義化學(xué)成分為鉑銠合金,其中含銠為10%,含鉑為90%,負(fù)極(SN)為純鉑,故俗稱單鉑銠熱電偶。該熱電偶長(zhǎng)期最高使用溫度為1300℃,短期最高使用溫度為1600℃。
S型熱電偶在熱電偶系列中具有準(zhǔn)確度最高,穩(wěn)定性最好,測(cè)溫溫區(qū)寬,使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。它的物理,化學(xué)性能良好,熱電勢(shì)穩(wěn)定性及在高溫下抗氧化性能好,適用于氧化性和惰性氣氛中。由于S型熱電偶具有優(yōu)良的綜合性能,符合國(guó)際使用溫標(biāo)的S型熱電偶,長(zhǎng)期以來曾作為國(guó)際溫標(biāo)的內(nèi)插儀器,“ITS-90”雖規(guī)定今后不再作為國(guó)際溫標(biāo)的內(nèi)查儀器,但國(guó)際溫度咨詢委員會(huì)(CCT)認(rèn)為S型熱電偶仍可用于近似實(shí)現(xiàn)國(guó)際溫標(biāo)。
S型熱電偶不足之處是熱電勢(shì),熱電勢(shì)率較小,靈敏度低,高溫下機(jī)械強(qiáng)度下降,對(duì)污染非常敏感,貴金屬材料昂貴,因而一次性投資較大。
2.鉑銠13-鉑熱電偶
鉑銠13-鉑熱電偶(R型熱電偶)為貴金屬熱電偶。偶絲直徑規(guī)定為0.5mm,允許偏差-0.015mm,其正極(RP)的名義化學(xué)成分為鉑銠合金,其中含銠為13%,含鉑為87%,負(fù)極(RN)為純鉑,長(zhǎng)期最高使用溫度為1300℃,短期最高使用溫度為1600℃。
R型熱電偶在熱電偶系列中具有準(zhǔn)確度最高,穩(wěn)定性最好,測(cè)溫溫區(qū)寬,使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。其物理,化學(xué)性能良好,熱電勢(shì)穩(wěn)定性及在高溫下抗氧化性能好,適用于氧化性和惰性氣氛中。由于R型熱電偶的綜合性能與S型熱電偶相當(dāng),在我國(guó)一直難于推廣,除在進(jìn)口設(shè)備上的測(cè)溫有所應(yīng)用外,國(guó)內(nèi)測(cè)溫很少采用。1967年至1971年間,英國(guó)NPL,美國(guó)NBS和加拿大NRC三大研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行了一項(xiàng)合作研究,其結(jié)果表明,R型熱電偶的穩(wěn)定性和復(fù)現(xiàn)性比S型熱電偶均好,我國(guó)目前尚未開展這方面的研究。
R型熱電偶不足之處是熱電勢(shì),熱電勢(shì)率較小,靈敏讀低,高溫下機(jī)械強(qiáng)度下降,對(duì)污染非常敏感,貴金屬材料昂貴,因而一次性投資較大。
3.鉑銠30-鉑銠6熱電偶
鉑銠30-鉑銠6熱電偶(B型熱電偶)為貴金屬熱電偶。偶絲直徑規(guī)定為0.5mm,允許偏差-0.015mm,其正極(BP)的名義化學(xué)成分為鉑銠合金,其中含銠為30%,含鉑為70%,負(fù)極(BN)為鉑銠合金,含銠為量6%,故俗稱雙鉑銠熱電偶。該熱電偶長(zhǎng)期最高使用溫度為1600℃,短期最高使用溫度為1800℃。
B型熱電偶在熱電偶系列中具有準(zhǔn)確度最高,穩(wěn)定性最好,測(cè)溫溫區(qū)寬,使用壽命長(zhǎng),測(cè)溫上限高等優(yōu)點(diǎn)。適用于氧化性和惰性氣氛中,也可短期用于真空中,但不適用于還原性氣氛或含有金屬或非金屬蒸氣氣氛中。B型熱電偶一個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)是不需用補(bǔ)償導(dǎo)線進(jìn)行補(bǔ)償,因?yàn)樵?~50℃范圍內(nèi)熱電勢(shì)小于3μV。
B型熱電偶不足之處是熱電勢(shì),熱電勢(shì)率較小,靈敏讀低,高溫下機(jī)械強(qiáng)度下降,對(duì)污染非常敏感,貴金屬材料昂貴,因而一次性投資較大。
4.鎳鉻-鎳硅熱電偶
鎳鉻-鎳硅熱電偶(K型熱電偶)是目前用量最大的廉金屬熱電偶,其用量為其他熱電偶的總和。正極(KP)的名義化學(xué)成分為:Ni:Cr=90:10,負(fù)極(KN)的名義化學(xué)成分為:Ni:Si=97:3,其使用溫度為-200~1300℃。
K型熱電偶具有線性度好,熱電動(dòng)勢(shì)較大,靈敏度高,穩(wěn)定性和均勻性較好,抗氧化性能強(qiáng),價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn),能用于氧化性惰性氣氛中。廣泛為用戶所采用。
K型熱電偶不能直接在高溫下用于硫,還原性或還原,氧化交替的氣氛中和真空中,也不推薦用于弱氧化氣氛中。
5.鎳鉻硅-鎳硅熱電偶鎳鉻硅-鎳硅熱電偶(N型熱電偶)
為廉金屬熱電偶,是一種最新國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的熱電偶,是在70年代初由澳大利亞國(guó)防部實(shí)驗(yàn)室研制成功的它克服了K型熱電偶的兩個(gè)重要缺點(diǎn):K型熱電偶在300~500℃間由于鎳鉻合金的晶格短程有序而引起的熱電動(dòng)勢(shì)不穩(wěn)定;在800℃左右由于鎳鉻合金發(fā)生擇優(yōu)氧化引起的熱電動(dòng)勢(shì)不穩(wěn)定。正極(NP)的名義化學(xué)成分為:Ni:Cr:Si=84.4:14.2:1.4,負(fù)極(NN)的名義化學(xué)成分為:Ni:Si:Mg=95.5:4.4:0.1,其使用溫度為-200~1300℃。
N型熱電偶具有線性度好,熱電動(dòng)勢(shì)較大,靈敏度較高,穩(wěn)定性和均勻性較好,抗氧化性能強(qiáng),價(jià)格便宜,不受短程有序化影響等優(yōu)點(diǎn),其綜合性能優(yōu)于K型熱電偶,是一種很有發(fā)展前途的熱電偶。
N型熱電偶不能直接在高溫下用于硫,還原性或還原,氧化交替的氣氛中和真空中,也不推薦用于弱氧化氣氛中。
6.鎳鉻-銅鎳熱電偶
鎳鉻-銅鎳熱電偶(E型熱電偶)又稱鎳鉻-康銅熱電偶,也是一種廉金屬的熱電偶,正極(EP)為:鎳鉻10合金,化學(xué)成分與KP相同,負(fù)極(EN)為銅鎳合金,名義化學(xué)成分為:55%的銅,45%的鎳以及少量的錳,鈷,鐵等元素。該熱電偶的使用溫度為-200~900℃。
E型熱電偶熱電動(dòng)勢(shì)之大,靈敏度之高屬所有熱電偶之最,宜制成熱電堆,測(cè)量微小的溫度變化。對(duì)于高濕度氣氛的腐蝕不甚靈敏,宜用于濕度較高的環(huán)境。E熱電偶還具有穩(wěn)定性好,抗氧化性能優(yōu)于銅-康銅,鐵-康銅熱電偶,價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn),能用于氧化性和惰性氣氛中,廣泛為用戶采用。
E型熱電偶不能直接在高溫下用于硫,還原性氣氛中,熱電勢(shì)均勻性較差。
7.鐵-銅鎳熱電偶
鐵-銅鎳熱電偶(J型熱電偶)又稱鐵-康銅熱電偶,也是一種價(jià)格低廉的廉金屬的熱電偶。它的正極(JP)的名義化學(xué)成分為純鐵,負(fù)極(JN)為銅鎳合金,常被含糊地稱之為康銅,其名義化學(xué)成分為:55%的銅和45%的鎳以及少量卻十分重要的錳,鈷,鐵等元素,盡管它叫康銅,但不同于鎳鉻-康銅和銅-康銅的康銅,故不能用EN和TN來替換。鐵-康銅熱電偶的覆蓋測(cè)量溫區(qū)為-200~1200℃,但通常使用的溫度范圍為0~750℃
J型熱電偶具有線性度好,熱電動(dòng)勢(shì)較大,靈敏度較高,穩(wěn)定性和均勻性較好,價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn),廣為用戶所采用。
J型熱電偶可用于真空,氧化,還原和惰性氣氛中,但正極鐵在高溫下氧化較快,故使用溫度受到限制,也不能直接無保護(hù)地在高溫下用于硫化氣氛中。
8.銅-銅鎳熱電偶銅-銅鎳熱電偶
(T型熱電偶)又稱銅-康銅熱電偶,也是一種最好的測(cè)量低溫的廉金屬的熱電偶。它的正極(TP)是純銅,負(fù)極(TN)為銅鎳合金,常之為康銅,它與鎳鉻-康銅的康銅EN通用,與鐵-康銅的康銅JN不能通用,盡管它們都叫康銅,銅-銅鎳熱電偶的蓋測(cè)量溫區(qū)為-200~350℃。
T型熱電偶具有線性度好,熱電動(dòng)勢(shì)較大,靈敏度較高,穩(wěn)定性和均勻性較好,價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn),特別在-200~0℃溫區(qū)內(nèi)使用,穩(wěn)定性更好,年穩(wěn)定性可小于±3μV,經(jīng)低溫檢定可作為二等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行低溫量值傳遞。
T型熱電偶的正極銅在高溫下抗氧化性能差,故使用溫度上限受到限制。
溫度傳感器選型的四個(gè)要素
溫度是工業(yè)生產(chǎn)必須控制的一個(gè)非常關(guān)鍵參數(shù),對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量、設(shè)備以及人身安全有直接的影響。選擇溫度檢測(cè)儀表不應(yīng)盲目要求測(cè)量的精度高、范圍大以及自動(dòng)化程度高等,而應(yīng)結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)中的具體工藝、被測(cè)介質(zhì)的實(shí)際以及經(jīng)濟(jì)性等各種因素全盤考慮。需要遵循的原則是檢測(cè)儀表測(cè)量溫度的上下限應(yīng)當(dāng)大于被測(cè)介質(zhì)溫度的波動(dòng)范圍、測(cè)量精度符合生產(chǎn)工藝技術(shù)要求、使用方式滿足測(cè)量人員觀察需要、便于日常檢修以及維護(hù)工作,并在此基礎(chǔ)上,盡可能選擇價(jià)經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的檢測(cè)儀表。
按使用方式選擇
假如只是就地顯示,通常可以選擇液體玻璃、雙金屬以及壓力式溫度計(jì)等。假如不僅需要具備測(cè)量溫度的功能,還要求具備當(dāng)被測(cè)溫度接近極限值的時(shí)候能夠報(bào)警,應(yīng)當(dāng)選擇附加報(bào)警裝置的液體玻璃、雙金屬以及壓力式溫度計(jì)等。假如要求遠(yuǎn)距離顯示的話,可以選擇熱電阻、熱電偶或者溫度變送器等。
按測(cè)量范圍要求選擇
被測(cè)量介質(zhì)的溫度是選擇適宜的檢測(cè)儀表的一個(gè)非常關(guān)鍵的依據(jù)。假如是測(cè)量常溫,可以選擇熱電偶溫度計(jì)、熱電阻溫度計(jì)、壓力式測(cè)度計(jì)以及雙金屬溫度計(jì)等。有機(jī)液體玻璃溫度計(jì)的特點(diǎn)是其指示液為紅色,有利于讀數(shù),但是無法帶電接點(diǎn),所以在測(cè)量溫度低于100℃的介質(zhì)并且不需要發(fā)送信號(hào)的時(shí)候,可以優(yōu)先選擇有機(jī)液體玻璃溫度計(jì)。雙金屬溫度計(jì)的主要優(yōu)點(diǎn)是其刻度比較清晰、耐振以及無水銀等,所以當(dāng)被測(cè)介質(zhì)的溫度低于300℃的時(shí)候,最好選擇雙金屬溫度計(jì)。如果被測(cè)介質(zhì)的穩(wěn)定低于150℃的時(shí)候,可以選擇銅熱電阻;如果被測(cè)介質(zhì)的溫度在300℃到600℃的范圍之內(nèi),可以選擇鎳鉻-考銅熱電偶,然而因?yàn)榭笺~合金絲容易被氧化,所以用于測(cè)量超過500℃的蒸汽溫度的時(shí)候,最好選擇鎳鉻-鎳硅熱電偶,如果被測(cè)介質(zhì)的溫度在600℃到1000℃的時(shí)候可以選擇鎳鉻-鎳硅熱電偶;如果被測(cè)介質(zhì)的溫度在1000℃到1300℃的時(shí)候應(yīng)選擇鉑銠-鉑熱電偶。如果被測(cè)介質(zhì)的溫度非常高,可以選擇輻射式高溫計(jì)或者紅外線式高溫計(jì)。
按測(cè)量精度需要選擇
假如要求的測(cè)量精度非常高,可以選擇鉑熱電阻、鉑銠-鉑熱電偶或者是鉑銠-鉑銠熱電偶。假如要求的測(cè)量精度不是很高,可以選擇銅熱電阻以及鎳鉻-鎳硅熱電偶。
按被測(cè)介質(zhì)化學(xué)性能選擇
大部分的熱電偶在氧化性或者中性介質(zhì)中其性質(zhì)非常穩(wěn)定,但是不宜在還原性介質(zhì)中長(zhǎng)時(shí)間工作;同時(shí)鉑熱電阻也不宜在還原性介質(zhì)長(zhǎng)時(shí)間中工作;溫度達(dá)到100℃的時(shí)候銅熱電阻容易被氧化;熱敏電阻也非常容易被氧化變質(zhì)。為此,應(yīng)當(dāng)通過安裝保護(hù)套管加以預(yù)防,應(yīng)按照被測(cè)介質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)選擇適宜的保護(hù)套管材料。例如對(duì)于熱電偶而言:如果溫度低于600℃可以選擇中碳鋼、銅、鉛等當(dāng)作套管;溫度低于1000℃的話,通常選擇的是奧氏體不銹鋼(耐熱腐蝕)。另外,必須重視二次儀表的、熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線以及自由端溫度補(bǔ)償器等儀表的配套使用。安裝的時(shí)候必須保證檢測(cè)的準(zhǔn)確性,同時(shí)應(yīng)有利于儀表的維修校驗(yàn)、避免測(cè)溫的滯后。
結(jié)語
溫度傳感器的選型比較復(fù)雜,這本文中只能撿取一些簡(jiǎn)單的挑選方法,關(guān)于其它方法在本文就不再贅述了,如有不足之處還望海涵。
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