?、匐娮铚囟认禂?shù)要大而且穩(wěn)定,電阻值與溫度之間應(yīng)具有良好的線性關(guān)系。
②電阻率高,熱容量小,反應(yīng)速度快。
③材料的復(fù)現(xiàn)性和工藝性好,價格低。 熱敏電阻溫度特性
?、茉跍y溫范圍內(nèi)化學(xué)物理特性穩(wěn)定。
目前,在工業(yè)中應(yīng)用最廣的鉑和銅,并已制作成標準測溫?zé)犭娮琛?/p>
鉑電阻
鉑電阻與溫度之間的關(guān)系接近于線性(如右圖),在0~630.74℃范圍內(nèi)可用下式表示Rt=R0(1+At+Bt2)在-190~0℃范圍內(nèi)為Rt=R0(1+At+Bt2十Ct3) 。
式中:RO、Rt為溫度0°及t°時鉑電阻的電阻值,t為任意溫度,A、B、C為溫度系數(shù),由實驗確定,A=3.9684×10-3/℃,B=-5.847×10-7/℃2,C=-4.22×10-l2/℃3。由公式可看出,
當(dāng)R0值不同時,在同樣溫度下,其Rt值也不同。
銅電阻
在測溫精度要求不高,且測溫范圍比較小的情況下,可采用銅電阻做成熱電阻材料代替鉑電阻。在-50~150℃的溫度范圍內(nèi),銅電阻與溫度成線性關(guān)系,其電阻與溫度關(guān)系的表達式為Rt=R0(1+At)(2-3)式中,A=4.25×10-3~4.28×10-3℃為銅電阻的溫度系數(shù)。
三,溫度開關(guān)
LM56是NS公司生產(chǎn)的高精度低壓溫度開關(guān),內(nèi)置1.25V參考電壓輸出端。最大只能帶50μA的負載。電源電壓從2.7~10V,工作電流最大230μA,內(nèi)置傳感器的靈敏度為6.2mV/℃,傳感器輸出電壓為6.2mV/℃×T+395mV。
四,溫度監(jiān)控開關(guān)
MAX6501/02/03/04是具有邏輯輸出和SOT-23封裝的溫度監(jiān)視器件
開關(guān),它的設(shè)計非常簡單:用戶選擇一種接近于自己需要的控制的溫度門限(由廠方預(yù)設(shè)在-45℃到+115℃,預(yù)設(shè)值間隔為10℃)。直接將其接入電路即可使用,無需任何外部元件。其中MAX6501/MAX6503為漏極開路低電平報警輸出,MAX6502/MAX6504為推/拉式高電平報警輸出。MAX6501/MAX6503提供熱溫度預(yù)置門限(35℃到+115℃),當(dāng)溫度高于預(yù)置門限時報警;MAX6502/MAX6504提供冷溫度預(yù)置門限(-45℃到+15℃),當(dāng)溫度低于預(yù)置門限時報警。對于需要一個簡單的溫度超限報警而又空間有限的應(yīng)用如筆記本電腦、蜂窩移動電話等應(yīng)用來說是非常理想的,該器件的典型溫度誤差是±0.5℃,最大±4℃,滯回溫度可通過引腳選擇為2℃或10℃,以避免溫度接近門限值時輸出不穩(wěn)定。這類器件的工作電壓范圍為2.7V到5.5V,典型工作電流30μA。
2,非接觸式溫度傳感器
它的敏感元件與被測對象互不接觸,又稱非接觸式測溫儀表。這種儀表可用來測量運動物體、小目標和熱容量小或溫度變化迅速(瞬變)對象的表面溫度,也可用于測量溫度場的溫度分布。
一,最常用的非接觸式測溫儀表基于黑體輻射的基本定律,稱為輻射測溫儀表。輻射測溫法包括亮度法(見光學(xué)高溫計)、輻射法(見輻射高溫計)和比色法(見比色溫度計)。各類輻射測溫方法只能測出對應(yīng)的光度溫度、輻射溫度或比色溫度。只有對黑體(吸收全部輻射并不反射光的物體)所測溫度才是真實溫度。如欲測定物體的真實溫度,則必須進行材料表面發(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,而且還與表面狀態(tài)、涂膜和微觀組織等有關(guān),因此很難精確測量。在自動化生產(chǎn)中往往需要利用輻射測溫法來測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)射率的測量是相當(dāng)困難的。對于固體表面溫度自動測量和控制,可以采用附加的反射鏡使與被測表面一起組成黑體空腔。附加輻射的影響能提高被測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)通過儀表對實測溫度進行相應(yīng)的修正,最終可得到被測表面的真實溫度。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。至于氣體和液體介質(zhì)真實溫度的輻射測量,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。通過計算求出與介質(zhì)達到熱平衡后的圓筒空腔的有效發(fā)射系數(shù)。在自動測量和控制中就可以用此值對所測腔底溫度(即介質(zhì)溫度)進行修正而得到介質(zhì)的真實溫度。
二,非接觸測溫優(yōu)點
測量上限不受感溫元件耐溫程度的限制,因而對最高可測溫度原則上沒有限制。對于1800℃以上的高溫,主要采用非接觸測溫方法。隨著紅外技術(shù)的發(fā)展,在自然界中,當(dāng)物體的溫度高于絕對零度時,由于它內(nèi)部熱運動的存在,就會不斷地向四周輻射電磁波,其中就包含了波段位于0.75~100μm 的紅外線,紅外溫度傳感器就是利用這一原理制作而成的。