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德國(guó)HYDAC溫度傳感器基本原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

來(lái)源:威斯特(上海)傳感器儀表有限公司   2021年12月30日 14:40  

      德國(guó)HYDAC溫度傳感器是檢測(cè)溫度的器件,被廣泛用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究和生活等領(lǐng)域,其種類多,發(fā)展快.溫度傳感器一般分為接觸式和非接觸式兩大類.所謂接觸式就是傳感器直接與被測(cè)物體接觸進(jìn)行溫度測(cè)量,這是溫度測(cè)量的基本形式.而非接觸式是測(cè)量物體熱輻射而發(fā)出的紅外線從而測(cè)量物體的溫度,可進(jìn)行遙測(cè),這是接觸方式所做不到的. 接觸式溫度傳感器有熱電偶、熱敏電阻以及鉑電阻等,利用其產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)或電阻隨溫度變化的特性來(lái)測(cè)量物體的溫度,被廣泛用于家用電器、汽車、船舶、控制設(shè)備、工業(yè)測(cè)量、通信設(shè)備等.另外,還有一些新開(kāi)發(fā)研制的傳感器,例如,有利用半導(dǎo)體PN 結(jié)電流/電壓特性隨溫度變化的半導(dǎo)體集成傳感器;有利用光纖傳播特性隨溫度變化或半導(dǎo)體.


    一、  德國(guó)HYDAC溫度傳感器熱電偶的應(yīng)用原理

    德國(guó)HYDAC溫度傳感器熱電偶是工業(yè)上的溫度檢測(cè)元件之一。其優(yōu)點(diǎn)是:

    ①測(cè)量精度高。因溫度傳感器熱電偶直接與被測(cè)對(duì)象接觸,不受中間介質(zhì)的影響。

    ②測(cè)量范圍廣。常用的溫度傳感器熱電偶從-50~+1600℃均可邊續(xù)測(cè)量,某些特殊溫度傳感器熱電偶可測(cè)到-269℃(如金鐵鎳鉻),最高可達(dá)+2800℃(如鎢-錸)。

    ③構(gòu)造簡(jiǎn)單,使用方便。溫度傳感器熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成,而且不受大小和開(kāi)頭的限制,外有保護(hù)套管,用起來(lái)非常方便。

    1.德國(guó)HYDAC溫度傳感器熱電偶測(cè)溫基本原理

    將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來(lái),構(gòu)成一個(gè)閉合回路,當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個(gè)執(zhí)著點(diǎn)1和2之間存在溫差時(shí),兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),因而在回路中形成一個(gè)大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。溫度傳感器熱電偶就是利用這一效應(yīng)來(lái)工作的。

    2.  德國(guó)HYDAC溫度傳感器熱電偶的種類及結(jié)構(gòu)形成

    (1)溫度傳感器熱電偶的種類:常用溫度傳感器熱電偶可分為標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器熱電偶和非標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器熱電偶兩大類。所謂標(biāo)準(zhǔn)溫度傳感器熱電偶是指國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了其熱電勢(shì)與溫度的關(guān)系、允許誤差、并有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)分度表的溫度傳感器熱電偶,它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標(biāo)準(zhǔn)化溫度傳感器熱電偶在使用范圍或數(shù)量級(jí)上均不及標(biāo)準(zhǔn)化溫度傳感器熱電偶,一般也沒(méi)有統(tǒng)一的分度表,主要用于某些特殊場(chǎng)合的測(cè)量。標(biāo)準(zhǔn)化溫度傳感器熱電偶 我國(guó)從1988年1月1日起,溫度傳感器熱電偶和溫度傳感器熱電阻全部按IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn),并S、B、E、K、R、J、T七種標(biāo)準(zhǔn)化溫度傳感器熱電偶為我國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)型溫度傳感器熱電偶。

    (2)溫度傳感器熱電偶的結(jié)構(gòu)形式

    為了保證溫度傳感器熱電偶可靠、穩(wěn)定地工作,對(duì)它的結(jié)構(gòu)要求如下:

    ① 組成溫度傳感器熱電偶的兩個(gè)熱電極的焊接必須牢固;

    ② 兩個(gè)熱電極彼此之間應(yīng)很好地絕緣,以防短路;

    ③ 補(bǔ)償導(dǎo)線與溫度傳感器熱電偶自由端的連接要方便可靠;

    ④ 保護(hù)套管應(yīng)能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離。

    3.溫度傳感器熱電偶冷端的溫度補(bǔ)償

    由于溫度傳感器熱電偶的材料一般都比較貴重(特別是采用貴 金屬時(shí)),而測(cè)溫點(diǎn)到儀表的距離都很遠(yuǎn),為了節(jié)省熱 電偶材料,降低成本,通常采用補(bǔ)償導(dǎo)線把溫度傳感器熱電偶的冷 端(自由端)延伸到溫度比較穩(wěn)定的控制室內(nèi),連接到 儀表端子上。必須指出,溫度傳感器熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的作用只起延伸熱電極,使溫度傳感器熱電偶的冷端移動(dòng)到控制室的儀表端子上,它本身并不能消除冷端溫度變化對(duì)測(cè)溫的影響,不起補(bǔ)償作用。因此,還需采用其他修正方法來(lái)補(bǔ)償冷端溫度t0≠0℃時(shí)對(duì)測(cè)溫的影響。

    在使用溫度傳感器熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)必須注意型號(hào)相配,極性不能接錯(cuò),補(bǔ)償導(dǎo)線與溫度傳感器熱電偶連接端的溫度不能超過(guò)100℃。

    二、  德國(guó)HYDAC溫度傳感器熱電阻的應(yīng)用原理

    溫度傳感器熱電阻是中低溫區(qū)的一種溫度檢測(cè)器。它的主要特點(diǎn)是測(cè)量精度高,性能穩(wěn)定。其中鉑熱電阻的測(cè)量精確度是最高的,它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)溫,而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。

    1.溫度傳感器熱電阻測(cè)溫原理及材料

    溫度傳感器熱電阻測(cè)溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來(lái)進(jìn)行溫度測(cè)量的。溫度傳感器熱電阻大都由純金屬材料制成,目前應(yīng)用最多的是鉑和銅,此外,現(xiàn)在已開(kāi)始采用甸、鎳、錳和銠等材料制造溫度傳感器熱電阻。如Omega公司的PT100溫度傳感器,就包含一個(gè)100歐姆的鉑金電阻溫度探頭。

    2.溫度傳感器熱電阻的結(jié)構(gòu)

    (1)精通型溫度傳感器熱電阻 工業(yè)常用溫度傳感器熱電阻感溫元件(電阻體) 從溫度傳感器熱電阻的測(cè)溫原理可知,被測(cè)溫度的變化是直接通過(guò)溫度傳感器熱電阻阻值的變化來(lái)測(cè)量的,因此,溫度傳感器熱電阻的引出線等各種導(dǎo)線電阻的變化會(huì)給溫度測(cè)量帶來(lái)影響。為消除引線電阻的影響一般采用三線制或四線制.

    (2)鎧裝溫度傳感器熱電阻 鎧裝溫度傳感器熱電阻是由感溫元件(電阻體)、引線、絕緣材料、不銹鋼套管組合而成的堅(jiān)實(shí)體,它的外徑一般為φ2~φ8mm,最小可達(dá)φmm。

    與普通型溫度傳感器熱電阻相比,它有下列優(yōu)點(diǎn):①體積小,內(nèi)部無(wú)空氣隙,熱慣性上,測(cè)量滯后小;②機(jī)械性能好、耐振,抗沖擊;③能彎曲,便于安裝④使用壽命長(zhǎng)。

    (3)端面溫度傳感器熱電阻 端面溫度傳感器熱電阻感溫元件由特殊處理的電阻絲材繞制,緊貼在溫度計(jì)端面。它與一般軸向溫度傳感器熱電阻相比,能更正確和快速地反映被測(cè)端面的實(shí)際溫度,適用于測(cè)量軸瓦和其他機(jī)件的端面溫度。

    (4)隔爆型溫度傳感器熱電阻 隔爆型溫度傳感器熱電阻通過(guò)特殊結(jié)構(gòu)的接線盒,把其外殼內(nèi)部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影響而發(fā)生的爆炸局限在接線盒內(nèi),生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)不會(huì)引超爆炸。隔爆型溫度傳感器熱電阻可用于Bla~B3c級(jí)區(qū)內(nèi)具有爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的溫度測(cè)量。

    3.溫度傳感器熱電阻測(cè)溫系統(tǒng)的組成

      德國(guó)HYDAC溫度傳感器熱電阻測(cè)溫系統(tǒng)一般由溫度傳感器熱電阻、連接導(dǎo)線和顯示儀表等組成。必須注意以下兩點(diǎn):

    ①溫度傳感器熱電阻和顯示儀表的分度號(hào)必須一致

    ②為了消除連接導(dǎo)線電阻變化的影響,必須采用三線制接法。


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