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          溫度傳感器在安裝和使用時應注意哪些事項?

          發布時間:2022-04-22

            溫度傳感器在安裝和使用時,應當注意以下事項方可保證最佳測量效果:

            1、安裝不當引入的誤差

            如熱電偶安裝的位置及插入深度不能反映爐膛的真實溫度等,換句話說,熱電偶不應裝在太靠近門和加熱的地方,插入的深度至少應為保護管直徑的8~10倍;熱電偶的保護套管與壁間的間隔未填絕熱物質致使爐內熱溢出或冷空氣侵入,因此熱電偶保護管和爐壁孔之間的空隙應用耐火泥或石棉繩等絕熱物質堵塞以免冷熱空氣對流而影響測溫的準確性;熱電偶冷端太靠近爐體使溫度超過100℃;熱電偶的安裝應盡可能避開強磁場和強電場,所以不應把熱電偶和動力電纜線裝在同一根導管內以免引入干擾造成誤差;熱電偶不能安裝在被測介質很少流動的區域內,當用熱電偶測量管內氣體溫度時,必須使熱電偶逆著流速方向安裝,而且充分與氣體接觸。

            2、絕緣變差而引入的誤差

            如熱電偶絕緣了,保護管和拉線板污垢或鹽渣過多致使熱電偶極間與爐壁間絕緣不良,在高溫下更為嚴重,這不僅會引起熱電勢的損耗而且還會引入干擾,由此引起的誤差有時可達上百度。

            3、熱惰性引入的誤差

            由于熱電偶的熱惰性使儀表的指示值落后于被測溫度的變化,在進行快速測量時這種影響尤為突出。所以應盡可能采用熱電極較細、保護管直徑較小的熱電偶。測溫環境許可時,甚至可將保護管取去。由于存在測量滯后,用熱電偶檢測出的溫度波動的振幅較爐溫波動的振幅小。測量滯后越大,熱電偶波動的振幅就越小,與實際爐溫的差別也就越大。當用時間常數大的熱電偶測溫或控溫時,儀表顯示的溫度雖然波動很小,但實際爐溫的波動可能很大。為了準確的測量溫度,應當選擇時間常數小的熱電偶。時間常數與傳熱系數成反比,與熱電偶熱端的直徑、材料的密度及比熱成正比,如要減小時間常數,除增加傳熱系數以外,最有效的辦法是盡量減小熱端的尺寸。使用中,通常采用導熱性能好的材料,管壁薄、內徑小的保護套管。在較精密的溫度測量中,使用無保護套管的裸絲熱電偶,但熱電偶容易損壞,應及時校正及更換。

            4、熱阻誤差

            高溫時,如保護管上有一層煤灰,塵埃附在上面,則熱阻增加,阻礙熱的傳導,這時溫度示值比被測溫度的真值低。因此,應保持熱電偶保護管外部的清潔,以減小誤差。

            發展狀況

            近年來,我國工業現代化的進程和電子信息產業連續的高速增長,帶動了傳感器市場的快速上升。溫度傳感器作為傳感器中的重要一類,占整個傳感器總需求量的40%以上。溫度傳感器是利用NTC的阻值隨溫度變化的特性,將非電學的物理量轉換為電學量,從而可以進行溫度精確測量與自動控制的半導體器件。溫度傳感器用途十分廣闊,可用作溫度測量與控制、溫度補償、流速、流量和風速測定、液位指示、溫度測量、紫外光和紅外光測量、微波功率測量等而被廣泛的應用于彩電、電腦彩色顯示器、切換式電源、熱水器、電冰箱、廚房設備、空調、汽車等領域。近年來汽車電子、消費電子行業的快速增長帶動了我國溫度傳感器需求的快速增長。

            主要用途

            溫度是表征物體冷熱程度的物理量,是工農業生產過程中一個很重要而普遍的測量參數。溫度的測量及控制對保證產品質量、提高生產效率、節約能源、生產安全、促進國民經濟的發展起到非常重要的作用。由于溫度測量的普遍性,溫度傳感器的數量在各種傳感器中居首位,約占50%。

            溫度傳感器是通過物體隨溫度變化而改變某種特性來間接測量的。不少材料、元件的特性都隨溫度的變化而變化,所以能作溫度傳感器的材料相當多。溫度傳感器隨溫度而引起物理參數變化的有:膨脹、電阻、電容、而電動勢、磁性能、頻率、光學特性及熱噪聲等等。隨著生產的發展,新型溫度傳感器還會不斷涌現。

            由于工農業生產中溫度測量的范圍極寬,從零下幾百度到零上幾千度,而各種材料做成的溫度傳感器只能在一定的溫度范圍內使用。

            溫度傳感器與被測介質的接觸方式分為兩大類:接觸式和非接觸式。接觸式溫度傳感器需要與被測介質保持熱接觸,使兩者進行充分的熱交換而達到同一溫度。這一類傳感器主要有電阻式、熱電偶、PN結溫度傳感器等。非接觸式溫度傳感器無需與被測介質接觸,而是通過被測介質的熱輻射或對流傳到溫度傳感器,以達到測溫的目的。這一類傳感器主要有紅外測溫傳感器。這種測溫方法的主要特點是可以測量運動狀態物質的溫度(如慢速行使的火車的軸承溫度,旋轉著的水泥窯的溫度)及熱容量小的物體(如集成電路中的溫度分布)。

            應用領域

            溫度傳感器是最早開發,應用最廣的一類傳感器。溫度傳感器的市場份額大大超過了其他的傳感器。從17世紀初人們開始利用溫度進行測量。在半導體技術的支持下,本世紀相繼 開發了半導體熱電偶傳感器、PN結溫度傳感器和集成溫度傳感器。

            兩種不同材質的導體,如在某點互相連接在一起,對這個連接點加熱,在它們不加熱的部位就會出現電位差。這個電位差的數值與不加熱部位測量點的溫度有關,和這兩種導體的材質有關。這種現象可以在很寬的溫度范圍內出現,如果精確測量這個電位差,再測出不 加熱部位的環境溫度,就可以準確知道加熱點的溫度。由于它必須有兩種不同材質的導體,所以稱之為“熱電偶”。不同材質做出的熱電偶使用于不同的溫度范圍,它們的靈敏度 也各不相同。

            熱電偶傳感器有自己的優點和缺陷,它靈敏度比較低,容易受到環境干擾信號的影響,也容易受到前置放大器溫度漂移的影響,因此不適合測量微小的溫度變化。由于熱電偶 溫度傳感器的靈敏度與材料的粗細無關。



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