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歐姆龍溫度傳感器及產業中心檢測能力介紹

溫度是表征物體冷熱程度的物理量。溫度只能通過物體隨溫度變化的某些特性來間接測量,而用來量度物體溫度數值的標尺叫溫標。它規定了溫度的讀數起點(零點)和測量溫度的基本單位。目前國際上用得較多的溫標有華氏溫標、攝氏溫標、熱力學溫標和國際實用溫標。

攝氏溫標(℃)規定:在標準大氣壓下,冰的熔點為0度,水的沸點為100度,中間劃分100等份,每等分為攝氏1度,符號為℃。

華氏溫標(℉)規定:在標準大氣壓下,冰的熔點為32度,水的沸點為212度,中間劃分180等份每等份為華氏1度符號為℉。

大发游戏中心 熱力學溫標(符號T)又稱開爾文溫標(符號K),或絕對溫標,它規定分子運動停止時的溫度為絕對零度。

國際溫標:國際實用溫標是一個國際協議性溫標,它與熱力學溫標相接近,而且復現精度高,使用方便。我國自1994年1月1日起全面實施ITS-90國際溫標。

ITS-90的定義:

第一溫區為0。65K到5。00K之間,T90由3He和4He的蒸汽壓與溫度的關系式來定義。

第二溫區為3。0K到氖三相點(24。5661K)之間T90是氦氣體溫度計來定義。

大发游戏中心 第三溫區為平蘅氫三相點(13。8033K)到銀的凝固點(961。78℃)之間,T90是由鉑電阻溫度計來定義,它使用一組規定的定義內插法來分度。銀凝固點(961。78℃)以上的溫區,T90是按普朗克輻射定律來定義的,復現儀器為光學高溫計。

溫度傳感器的種類

溫度傳感器是溫度測量儀表的核心部分,品種繁多。按測量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類。

(1)接觸式溫度傳感器

大发游戏中心 接觸式溫度傳感器的檢測部分與被測對象有良好的接觸,又稱溫度計。溫度計通過傳導或對流達到熱平衡,從而使溫度計的示值能直接表示被測對象的溫度。

大发游戏中心 一般測量精度較高。在一定的測溫范圍內,溫度計也可測量物體內部的溫度分布。但對于運動體、小目標或熱容量很小的對象則會產生較大的測量誤差,常用的溫度計有雙金屬溫度計、玻璃液體溫度計、壓力式溫度計、電阻溫度計、熱敏電阻和溫差電偶等。它們廣泛應用于工業、農業、商業等部門。在日常生活中人們也常常使用這些溫度計。

(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。

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射率的修正。而材料表面發射率不僅取決于溫度和波長,而且還與表面狀態、涂膜和微觀組織等有關,因此很難精確測量。

在自動化生產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。

非接觸測溫優點: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。隨著紅外技術的發展,輻射測溫 逐漸由可見光向紅外線擴展,700℃以下直至常溫都已采用,且分辨率很高。

工作原理

(1)金屬膨脹原理設計的傳感器

金屬在環境溫度變化后會產生一個相應的延伸,因此傳感器可以以不同方式對這種反應進行信號轉換。

(2)雙金屬片式傳感器

雙金屬片由兩片不同膨脹系數的金屬貼在一起而組成,隨著溫度變化,材料A比另外一種金屬膨脹程度要高,引起金屬片彎曲。彎曲的曲率可以轉換成一個輸出信號。

(3)雙金屬桿和金屬管傳感器

隨著溫度升高,金屬管(材料A)長度增加,而不膨脹鋼桿(金屬B)的長度并不增加,這樣由于位置的改變,金屬管的線性膨脹就可以進行傳遞。反過來,這種線性膨脹可以轉換成一個輸出信號。

(4)液體和氣體的變形曲線設計的傳感器

在溫度變化時,液體和氣體同樣會相應產生體積的變化。多種類型的結構可以把這種膨脹的變化轉換成位置的變化,這樣產生位置的變化輸出(電位計、感應偏差、擋流板等等)。

(5)熱電阻溫度傳感器

金屬隨著溫度變化,其電阻值也發生變化。對于不同金屬來說,溫度每變化一度,電阻值變化是不同的,而電阻值又可以直接作為輸出信號。

(6)熱電偶溫度傳感器

熱電偶由兩個不同材料的金屬線組成,在末端焊接在一起。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。熱電偶的靈敏度是指加熱點溫度變化1℃時,輸出電位差的變化量。對于大多數金屬材料支撐的熱電偶而言,這個數值大約在5~40微伏/℃之間。

由于熱電偶溫度傳感器的靈敏度與材料的粗細無關,用非常細的材料也能夠做成溫度傳感器。也由于制作熱電偶的金屬材料具有很好的延展性,這種細微的測溫元件有極高的響應速度,可以測量快速變化的過程。

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