热电式传感器分类

详细内容

1、接触式热电传感器
1.1 热电偶温度传感器
热电偶温度传感器的工作原理基于材料的热电效应：两种不同材料的导体（或半导体）组成一个闭合回路，当两接点温度T和T0不同时，在该回路中就会产生电动势。如图1所示
图1 热电偶式传感器
热偶式传感器的影响因素取决于材料和接点温度，与形状、尺寸等无关，两热电极相同时，总电动势为0，两接点温度相同时，总电动势为0。对于已选定的热电偶，当参考端温度t0恒定时，eAB(t0)=c为常数，则总的热电动势就只与温度t成单值函数关系，即 ：

可见，只要测出eAB（T,T0）的大小，就能得到被测温度t，这就是利用热电偶测温的原理。表1为常用的电偶材料搭配及性能指标。

表1 常用的电偶材料及性能指标

热偶名称

适用温度（1型）

允许差值

铜-铜镍

-40~350℃

0.5℃

镍铬-铜镍

-40~800℃

1.5℃

铁-铜镍

-40~750℃

1.5℃

铂铑-铂

0~1100℃

1.5℃

热电偶式传感器的缺点:体积大，灵敏度低。
热电偶式传感器的优点:寿命长，抗干扰能力好，测温范围宽。
1.2 热电阻温度传感器
热电阻温度传感器是利用导体或半导体的电阻值随温度变化而变化的原理进行测温的。目前最常用的热电阻有铂热电阻和铜热电阻。典型的热阻式传感器如图2所示。表2给出了铜热电阻的分度表。
图2 热电阻式温度传感器
表2 铜热电阻分度表（R=50欧）

温度/℃

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

电阻/Ω

39.24

41.40

43.55

45.70

47.85

50.00

52.14

45.28

56.42

58.56

60.70

温度/℃

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

电阻/Ω

62.84

64.98

67.12

69.26

71.40

73.54

75.68

77.83

79.98

82.13

热电阻式温度传感器的优点:电阻温度系数大，灵敏度高；电阻率高，热惯性小；结构简单。
热电阻式温度传感器的缺点:阻值与温度变化呈非线性；稳定性和互换性差。
2、非接触式电热传感器
非接触式测温方法是应用物体的热辐射能量随温度的变化而变化的原理。物体辐射能量的大小与温度有关,当选择合适的接收检测装置时,便可测得被测对象发出的热辐射能量并且转换成可测量和显示的各种信号,实现温度的测量。这类测温方法的温度传感器主要有光电高温传感器、红外辐射温度传感器、光纤高温传感器等。测量范围600—6000度。 红外辐射温度传感器如图3所示。
图3 红外辐射温度传感器