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测温方法的介绍

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目前主要的测温方法有:热电偶测温,热电阻测温,热敏电阻测温,集成温度传感器测温法,红外测温法等。因其测温原理、精度、范围不同,所适用的场合也不同,每种测温法都有其各自的优缺点。

下面对这五种测温方法做下比较:

(1)热电偶测温,将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来,构成一个闭合回路,如图3-3所示。当导体A和B的两个节点1和2之间存在温差时,两者之间便产生电压差,因而在回路中形成一个电流,通过电流表测得,这种现象称为热电效应。温度高的接点称为热端(或称为工作端),而温度低的一端的接点称为冷端(或称为自由端)。热电偶就是利用这一效应来工作的。

图   热电偶

因热电偶直接与被测对象接触,不受中间介质的影响,所以测量温度高;常用的热电偶从-50-1600℃均可连续测量,测量范围广;热电偶通常是由两种不同的金属丝组成,构造简单,使用方便。

(2)热电阻测温,本系统采用的就是热电阻法,稍后再进行介绍。

(3)热敏电阻是利用半导体材料制成的热敏器件。按电阻-温度特性,分为三类:负温度系数热敏电阻(NTC), 正温度系数热敏电阻(PTC), 临界温度系数热敏电阻(CTR)。PTC型和CTR型热敏电阻在一定温度范围内,阻值将随温度的变化而剧烈变化,因此最适合于制造位势作用的温度传感器。NTC型热敏电阻在一定温度范围内,阻值将随温度的升高而减小,适合制造连续作用的温度传感器。

(4)集成芯片(AD590)测温,AD590是一种电流型温度变换器。这种器件以电流作为输出量指示温度,其典型的电流温度灵敏度是1μA/K。它是二端器件,使用非常方便。作为一种高阻电流源,对于它不需要考虑传输线上电压信号损失和噪声干扰问题,因此特别适合于作远距离测量或控制应用,也特别适合于多点温度测量系统,而不必考虑选择开关或CMOS多路转换开关所引入的附加电阻造成的误差,而且还具有很高的精度。

性能特点:线性电流输出1μA/K ;测温范围宽-55-150℃;二端器件电压输入,电流输出;精度到±0.5℃(AD590M);线性度好,在测温范围内非线性误差小于±0.3℃;工作电压范围宽,4-30V;器件本身与外壳绝缘;成本低。

(5)红外测温仪,是通过接收目标物体发射、反射和传导的能量来测量其表面温度。红外测温法有着响应时间快、非接触、使用安全及使用寿命长等优点[7]

性能指标:测温范围,-32℃-400℃;显示分辨率,0.1℃(<199.1℃时);精度,23℃时±1%;工作环境温度范围,0--50℃;重复性,23℃时±1%;相对湿度,30℃时10-95%;响应时间,500ms;电源,9V。