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溫度傳感器的安裝和使用

西安克雷特克科貿(mào)有限公司成立于2017年

，位于古城西安

，是依托高校

、研究單位為技術(shù)背景成立的專業(yè)熱學(xué)測試儀器設(shè)備的銷售

、生產(chǎn)及方案出具的綜合性企業(yè)。溫度傳感器（temperature transducer）是指能感受溫度并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的傳感器

。溫度傳感器是溫度測量儀表的核心部分

，品種繁多。

安裝使用

溫度傳感器在安裝和使用時(shí)

，應(yīng)當(dāng)注意以下事項(xiàng)方可保證很佳測量效果：
1

、安裝不當(dāng)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(shí)溫度等

，換句話說，熱電偶不應(yīng)裝在太靠近門和加熱的地方

，插入的深度至少應(yīng)為保護(hù)管直徑的8～10倍;熱電偶的保護(hù)套管與壁間的間隔未填絕熱物質(zhì)致使?fàn)t內(nèi)熱溢出或冷空氣侵入

，因此熱電偶保護(hù)管和爐壁孔之間的空隙應(yīng)用耐火泥或石棉繩等絕熱物質(zhì)堵塞以免冷熱空氣對流而影響測溫的標(biāo)準(zhǔn)性;熱電偶冷端太靠近爐體使溫度超過100℃;熱電偶的安裝應(yīng)盡可能避開強(qiáng)磁場和強(qiáng)電場，所以不應(yīng)把熱電偶和動(dòng)力電纜線裝在同一根導(dǎo)管內(nèi)以免引入干擾造成誤差

；熱電偶不能安裝在被測介質(zhì)很少流動(dòng)的區(qū)域內(nèi)

，當(dāng)用熱電偶測量管內(nèi)氣體溫度時(shí)，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(hù)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(yán)重，這不僅會(huì)引起熱電勢的損耗而且還會(huì)引入干擾

，由此引起的誤差有時(shí)可達(dá)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(jìn)行快速測量時(shí)這種影響尤為突出

。所以應(yīng)盡可能采用熱電極較細(xì)、保護(hù)管直徑較小的熱電偶

。測溫環(huán)境許可時(shí)

，甚至可將保護(hù)管取去。由于存在測量滯后

，用熱電偶檢測出的溫度波動(dòng)的振幅較爐溫波動(dòng)的振幅小

。測量滯后越大，熱電偶波動(dòng)的振幅就越小

，與實(shí)際爐溫的差別也就越大。當(dāng)用時(shí)間常數(shù)大的熱電偶測溫或控溫時(shí)

，儀表顯示的溫度雖然波動(dòng)很小

，但實(shí)際爐溫的波動(dòng)可能很大。為了標(biāo)準(zhǔn)的測量溫度

，應(yīng)當(dāng)選擇時(shí)間常數(shù)小的熱電偶

。時(shí)間常數(shù)與傳熱系數(shù)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(shí)間常數(shù)，除增加傳熱系數(shù)以外

，很有效的辦法是盡量減小熱端的尺寸

。使用中

，通常采用導(dǎo)熱性能好的材料，管壁薄

、內(nèi)徑小的保護(hù)套管

。在較精密的溫度測量中，使用無保護(hù)套管的裸絲熱電偶

，但熱電偶容易損壞

，應(yīng)及時(shí)校正及更換。
4

、熱阻誤差
高溫時(shí)

，如保護(hù)管上有一層煤灰，塵埃附在上面

，則熱阻增加

，阻礙熱的傳導(dǎo)，這時(shí)溫度示值比被測溫度的真值低

。因此

，應(yīng)保持熱電偶保護(hù)管外部的清潔，以減小誤差

。
發(fā)展?fàn)顩r
近年來

，我國工業(yè)現(xiàn)代化的進(jìn)程和電子信息產(chǎn)業(yè)連續(xù)的高速增長，帶動(dòng)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(gè)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(xué)的物理量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量

，從而可以進(jìn)行溫度精確測量與自動(dòng)控制的半導(dǎo)體器件。溫度傳感器用途非常廣闊

，可用作溫度測量與控制

、溫度補(bǔ)償、流速

、流量和風(fēng)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(yīng)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(shè)備

、空調(diào)

、汽車等領(lǐng)域。近年來汽車電子

、消費(fèi)電子行業(yè)的快速增長帶動(dòng)了我國溫度傳感器需求的快速增長

。2020年，中國國產(chǎn)紅外溫度傳感器人體測溫精度達(dá)0.1℃

，高性能耳溫槍

、額溫槍等非接觸式測溫工具是當(dāng)前對大規(guī)模人員進(jìn)行發(fā)熱篩查的主要工具之一，其核心部件MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）紅外溫度傳感器長期主要依賴進(jìn)口

。近日

，西安克雷特克科貿(mào)有限公司研究所通過技術(shù)攻關(guān)，已完成傳感器芯片各類單項(xiàng)試驗(yàn)

，性能指標(biāo)精度達(dá)到0.1℃

，抗干擾能力優(yōu)于目前市場主流產(chǎn)品（性能指標(biāo)精度為0.3℃）。
主要用途
溫度是表征物體冷熱程度的物理量

，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中一個(gè)很重要而普遍的測量參數(shù)

。溫度的測量及控制對保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率

、節(jié)約能源

、生產(chǎn)安全、促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)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(shù)量在各種傳感器中在前位，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(dāng)多

。溫度傳感器隨溫度而引起物理參數(shù)變化的有：膨脹、電阻

、電容

、而電動(dòng)勢、磁性能

、頻率、光學(xué)特性及熱噪聲等等

。隨著生產(chǎn)的發(fā)展

，新型溫度傳感器還會(huì)不斷涌現(xiàn)。由于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(nèi)使用

。
溫度傳感器與被測介質(zhì)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(zhì)保持熱接觸

，使兩者進(jìn)行充分的熱交換而達(dá)到同一溫度

。這一類傳感器主要有電阻式、熱電偶

、PN結(jié)溫度傳感器等

。非接觸式溫度傳感器無需與被測介質(zhì)接觸，而是通過被測介質(zhì)的熱輻射或?qū)α鱾鞯綔囟葌鞲衅?div id="m50uktp" class="box-center"> ，以達(dá)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(diǎn)是可以測量運(yùn)動(dòng)狀態(tài)物質(zhì)的溫度（如慢速行使的火車的軸承溫度

，旋轉(zhuǎn)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(yīng)用領(lǐng)域

溫度傳感器是最早開發(fā)，應(yīng)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(jì)初人們開始利用溫度進(jìn)行測量。在半導(dǎo)體技術(shù)的支持下

，本世紀(jì)相繼開發(fā)了半導(dǎo)體熱電偶傳感器

、PN結(jié)溫度傳感器和集成溫度傳感器。兩種不同材質(zhì)的導(dǎo)體

，如在某點(diǎn)互相連接在一起

，對這個(gè)連接點(diǎn)加熱，在它們不加熱的部位就會(huì)出現(xiàn)電位差

。這個(gè)電位差的數(shù)值與不加熱部位測量點(diǎn)的溫度有關(guān)

，和這兩種導(dǎo)體的材質(zhì)有關(guān)。這種現(xiàn)象可以在很寬的溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)

，如果精確測量這個(gè)電位差

，再測出不加熱部位的環(huán)境溫度，就可以標(biāo)準(zhǔn)知道加熱點(diǎn)的溫度

。由于它必須有兩種不同材質(zhì)的導(dǎo)體

，所以稱之為“熱電偶”。不同材質(zhì)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(yōu)點(diǎn)和缺陷，它靈敏度比較低

，容易受到環(huán)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(xì)無關(guān).

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