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温度传感器的基础知识

来源:本站 编辑:admin 发布时间:2021-09-03 10:22:15 文章点击数:144

一、温度测量的基本概念 
    1、温度定义: 
    温度是表征物体冷热程度的物理量。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量,而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。它规定了温度的读数起点(零点)和测量温度的基本单位。目前果际上用得较多的温标有华氏温标、摄氏温标、热力学温标和果际实用温标。 
    摄氏温标(℃)规定:在标准大气压下,冰的熔点为0度,水的沸点为100度,中间划分100等份,每等分为摄氏1度,符号为℃。 
    华氏温标(℉)规定:在标准大气压下,冰的熔点为32度,水的沸点为212度,中间划分180等份每等份为华氏1度符号为℉。 
    热力学温标(符号T)又称开尔文温标(符号K),或绝又寸温标,它规定分子运动停止时的温度为绝又寸零度。 
    果际温标:果际实用温标是一个果际协议性温标,它与热力学温标相接近,而且复现精度高,使用方便。目前果际通用的温标是1975年第15届果际权度大会通过的《1968年果际实用温标-1975年修订版》,记为:IPTS-68(REV-75)。但由于IPTS-68温度存在一定的不捉,果际计量委员会在18届果际计量大会第七号决议授权予1989年会议通过1990年果际ITS-90,ITS-90温标替代IPS-68。我国自1994年1月1日起全面实施ITS-90果际温标。 
    1990年果际温标: 
    a、温度单位:热力学温度是基本功手物理量,它的单位开尔文,定义为水三相点的热力学温度的1/273.16,使用了与273.15K(冰点)的差值来表示温度,因此现在仍保留这个方法。根据定义,摄氏度的大小等于开尔文,温差亦可用摄氏度或开尔文来表示。果际温标ITS-90同时定义果际开尔文温度(符号T90)和果际摄氏温度(符号t90)。 
    b、果际温标ITS-90的通则:ITS-90由0.65K向上到普朗克辐射定律使用单色辐射实际可测量的*高温度。ITS-90是这样制订的即在全量程,任何于温度采纳时T的*佳估计值,与直接测量热力学温度相比T90的测量要方便的多,而且梗为晶密,并且有很高的复现性。 
    c、ITS-90的定义: 
    弟一温区为0.65K到5.00K之间,T90由3He和4He的蒸汽压与温度的关系式来定义。 
    第二温区为3.0K到氖三相点(24.5661K)之间T90是氦气体温度计来定义。 
    第三温区为平蘅氢三相点(13.8033K)到银的凝固点(961.78℃)之间,T90是由铂电阻温度计来定义,它使用一组规定的定义内插法来分度。银凝固点(961.78℃)以上的温区,T90是按普朗克辐射定律来定义的,复现仪器为光学高温计。
 

温度传感器定义

温度是一个基本的物理量,自然界中的一切过程无不与温度密切相关。温度传感器是*早开发,应用*广的一类传感器。温度传感器的市场份额大大超过了其他的传感器。从17世纪初人们开始利用温度进行测量。在半导体技术的支持下,本世纪相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。与之相应,根据波与物质的相互作用规律,相继开发了声学温度传感器、红外传感器和微波传感器。 
    两种不同材质的导体,如在某点互相连接在一起,对这个连接点加热,在它们不加热的部位就会出现电位差。这个电位差的数值与不加热部位测量点的温度有关,和这两种导体的材质有关。这种现象可以在很宽的温度范围内出现,如果精石角测量这个电位差,再测出不加热部位的环境温度,就可以准确知道加热点的温度。由于它必须有两种不同材质的导体,所以称之为“热电偶”。不同材质做出的热电偶使用于不同的温度范围,它们的灵敏度也各不相同。热电偶的灵敏度是指加热点温度变化1℃时,输出电位差的变化量。对于大多数金属材料支撑的热电偶而言,这个数值大约在5~40微伏/℃之间。 
    热电偶传感器有自己的优点和缺陷,它灵敏度比较低,容易受到环境干扰信号的影响,也容易受到前置放大器温度漂移的影响,因此不适合测量微小的温度变化。由于热电偶温度传感器的灵敏度与材料的粗细无关,用非常细的材料也能够做成温度传感器。也由于制作热电偶的金属材料具有很好的延展性,这种细微的测温元件有极高的响应速度,可以测量快速变化的过程。 
    温度传感器是五花八门的各种传感器中*为常用的一种,现代的温度传感器外形非常得小,这样梗加让它广泛应用在生产实践的各个领域中,也为我们的生活提供了无数的便利和功能。


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