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1 熱電偶
熱電偶是溫度測(cè)量中zui常用的傳感器。其主要好處是寬溫度范圍和適應(yīng)各種大氣環(huán)境,而且結(jié)實(shí)、價(jià)低,無需供電,尤其*。熱電偶由在一端連接的兩條不同金屬線(金屬A和金屬B)構(gòu)成,如圖1所示。當(dāng)熱電偶一端受熱時(shí),熱電偶電路中就有電勢(shì)差??捎脺y(cè)量的電勢(shì)差來計(jì)算溫度。
不過,電壓和溫度間是如圖2所示的非線性關(guān)系,溫度由于電壓和溫度是非線性關(guān)系,因此需要為參考溫度(Tref)作第二次測(cè)量,并利用測(cè)試設(shè)備軟件和∕或硬件在儀器內(nèi)部處理電壓-溫度變換,以zui終獲得熱偶溫度(Tx)。Agilent34970A和34980A數(shù)據(jù)采集器均有內(nèi)置的測(cè)量了運(yùn)算能力。
簡(jiǎn)而言之,熱偶是zui簡(jiǎn)單和zui通用的溫度傳感器,但熱偶并不適合高精度的應(yīng)用。
2 熱敏電阻
熱敏電阻是用半導(dǎo)體材料, 大多為負(fù)溫度系數(shù),即阻值隨溫度增加而降低。溫度變化會(huì)造成大的阻值改變,因此它是zui靈敏的溫度傳感器。但熱敏電阻的線性度極差,并且與生產(chǎn)工藝有很大關(guān)系。制造商給不出標(biāo)準(zhǔn)化的熱敏電阻曲線。
熱敏電阻體積非常小,對(duì)溫度變化的響應(yīng)也快。但熱敏電阻需要使用電流源,小尺寸也使它對(duì)自熱誤差極為敏感。
熱敏電阻在兩條線上測(cè)量的是溫度, 有較好的精度,但它比熱偶貴, 可測(cè)溫度范圍也小于熱偶。一種常用熱敏電阻在25℃時(shí)的阻值為5kΩ,每1℃的溫度改變?cè)斐?00Ω的電阻變化。注意10Ω的引線電阻僅造成可忽略的 0.05℃誤差。它非常適合需要進(jìn)行快速和靈敏溫度測(cè)量的電流控制應(yīng)用。尺寸小對(duì)于有空間要求的應(yīng)用是有利的,但必須注意防止自熱誤差。
2.1 測(cè)量技巧
熱敏電阻體積小是優(yōu)點(diǎn),它能很快穩(wěn)定,不會(huì)造成熱負(fù)載。不過也因此很不結(jié)實(shí),大電流會(huì)造成自熱。由于熱敏電阻是一種電阻性器件,任何電流源都會(huì)在其上因功率而造成發(fā)熱。功率等于電流平方與電阻的積。因此要使用小的電流源。如果熱敏電阻暴露在高熱中,將導(dǎo)致*性的損壞。
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