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  • 关于热电偶和热电阻的不同点解析,你能区分它们吗?

    在生活中,你可能接触过各种各样的电子产品,那么你可能并不知道它的一些组成部分,比如它可能含有的热电偶和热电阻,那么接下来让小编带领大家一起学习热电偶和热电阻。 热电偶和热电阻是同一种物体吗?今天小编就明确告诉你,他们不是。虽然热电偶和热电阻都用作感温元件,但它们的原理和功能是不同的。今天给大家分享一下如何区分热电偶和热电阻。 第一种区分热电偶和热电阻的方法:根据标签判断是热电偶还是热电阻。铭牌上会有热电偶或热电阻的具体产品和规格信息。我们只需要仔细观察和区分即可。热电偶还是热电阻。 第二种区分热电偶和热电阻的方法:根据结构,区分热电偶和热电阻。热电偶一般由热电极、绝缘管、保护套和接线盒组成。热阻是传感器输出的负载和电源,是串联的。 第三种区分热电偶和热电阻的方法:由接线板决定。热电偶以正负极区分,热电阻不以正负极区分。这个区分方法比较简单,大家可以试试。 第四种区分热电偶和热电阻的方法:通过补偿线判断,热电偶需要根据不同的型号选择不同的补偿线,连接补偿线增加热电偶的温度稳定性,热电阻不需要补偿线,但是热电阻也分为不同的型号。 热电偶和热电阻是两个不同的组件。我们需要仔细区分。不要犯错。我们要搞清楚我们需要的组件是干什么用的,根据我们的实际需要来选择。实际热电阻或热电偶 热电偶和热电阻的识别方法 仪器新手经常对如何区分热电偶和热电阻感到困惑。小编在本文中介绍了热电偶和热电阻的识别方法。此方法简单、快捷、实用,值得您收藏。 工业热电偶和热电阻保护管的外观几乎相同。有些测温元件外观较小,如铠装式。两者的外观基本相同。没有铭牌和型号是不知道的,您可以使用以下方法来识别。 首先是看测温元件的引线。通常热电偶只有两根引线。如果有三根引线,则为热电阻。但是对于四根引线,需要测量电阻值来确定是双热电偶还是四线热电阻。首先从四根引线中找出电阻几乎为零的两对引线,然后测量两对引线之间的电阻。如果为无穷大,则是双热电偶,电阻值几乎为零。引线是热电偶。如果两对引线的电阻在10-110之间,则为单四线热电阻,其电阻值最接近哪个分度号的热阻,则为该分度的热阻数字。 . 如果只有两根引线,可以用数字万用表测量电阻值来判断。由于热电偶的阻值很小,热阻几乎为零;如果测量时电阻值很小,可能是热电偶。 常温下,热电阻的最小阻值也会大于10。常用的热电阻有Pt10、Pt100铂热电阻、Cu50、Cu100铜热电阻四个刻度号,常温20℃时,电阻值Pt10 为 10.779,Pt100 为 107.794,Cu50 为 54。285,Cu100 为 108.571。室温大于20℃时电阻值较大,大部分电阻值可以通过比较两个电阻值来判断。如果是热电阻,也可以知道热电阻的刻度号是多少。 您还可以找到一个容易获得的热源,通过加热测温元件来判断和识别。如果可以从饮水机接上一杯热水,将测温元件的测量端放入热水中,用数字万用表的直流毫伏块测量是否有热电势。如果有热电势,热电偶根据热电势找到它。热电偶索引表,可以确定热电偶是什么索引号。当没有热电势时,测量电阻值是否有变化。如果阻值有上升趋势,就是热阻。也可以用电烙铁或电烤箱加热测温元件的测量端来判断识别。 相信通过阅读上面的内容,大家对热电偶和热电阻有了初步的了解,同时也希望大家在学习过程中,做好总结,这样才能不断提升自己的设计水平。

    时间:2021-07-20 关键词: 热电偶 热电阻 绝缘管

  • 关于常见的热电偶极性简单判断方法,你知道有哪些吗?

    在生活中,你可能接触过各种各样的电子产品,那么你可能并不知道它的一些组成部分,比如它可能含有的热电偶,那么接下来让小编带领大家一起学习热电偶。 热电偶是温度测量中应用最广泛的温度装置。其主要特点是测温范围宽,性能相对稳定,结构简单,动态响应好,可远传4-20mA电信号,便于自动控制和浓缩控制。热电偶测温的原理是基于热电效应。将两个不同的导体或半导体连接成一个闭合回路,当两个结点的温度不同时,回路中就会产生一个热电势。这种现象称为热电效应,也称为塞贝克效应。 在工业生产过程中,温度是需要测量和控制的重要参数之一。在温度测量中,热电偶的应用极为广泛,它具有结构简单、制造方便、测量范围广、精度高、惯性小和输出信号便于远传等许多优点。另外,由于热电偶是一种无源传感器,测量时不需外加电源,使用十分方便,所以常被用作测量炉子、管道内的气体或液体的温度及固体的表面温度。 热电偶极性简单判断方法 热电偶没有极性指示时,最简单的方法是用磁铁判断,除了可以用万用表检测外,只能判断常用的K、J、E型,其他不清楚,因为K型热电偶的材料是正极-镍铬,负极-镍硅,所以负极具有很强的导磁能力,所以K型负极可以被磁铁吸引,而正极则不然。J型的材质是正极为铁,负极为铜镍。E型的材质是正极-镍铬,负极-铜镍,所以它的正负极不会被磁铁吸引。 热电偶正负极性的判断及区分方法 在使用热电偶的过程中,我们经常会遇到一个尴尬的事情,那就是分不清热电偶的正负极。不要看那些让你脸红的小问题。 前几天,你在一个领域工作时,遇到一个公司领导来检查你的工作。 碰巧有一个人收到了热电偶,但这是因为正负电极的问题。 老板问他,哪一个是正的,哪一个是负的? 他想了很久,说不出话来。 最终老板无法回答他是如何检查热电偶的正负极的。由于有些厂家的产品出厂时没有贴上详细的标签,一些现场操作人员无法确定哪个是阳性哪个是阴性,所以一些现场操作者也无法确定哪个是阳性,哪个是负极。 区分方法: 1、看大多数厂家生产热电偶时的颜色,或者他们负责打标颜色,一般一个是绿色,一个是灰色,正极是绿色,然后是灰色,少数情况下,下面有一条补偿线,它的颜色是红色的,正面的,另一种是根据不同的材料不同的颜色。 2、在区分磁力的时候,我们可以在磁力线周围放一块小磁铁,然后判断磁力的大小。因为负极含有更多的镍,负极的磁力会更大,正极的磁力会更小。这是一个非常实用的方法。 3、线材的硬度可以稍微折叠一下。如果导线较硬,导线末端为正极,正极通常较硬。 4、使用万用表测量 MV。如果在测试过程中显示为正,则条形的正端为正端。 另外,热电偶有正极和负极,补偿线有正极和负极。首先,确保连接和配置正确。在运行过程中,常见的故障有短路、断路、接触不良(用万用表判断)和劣化(用表面颜色判断)。检查时,热电偶应与二次仪表分开。热电阻不过是短路和开路。操作过程中,如果怀疑有短路,只需拆下电阻端,检查显示仪表,如最大值、热电阻短路、零回路、导体短路等。在保证正常连接和配置后,表值显示偏低或不稳定,保护管道有可能进水。显示最大,热阻显示最小短路。 相信通过阅读上面的内容,大家对热电偶有了初步的了解,同时也希望大家在学习过程中,做好总结,这样才能不断提升自己的设计水平。

    时间:2021-07-20 关键词: 磁力线 热阻短路 热电偶

  • 关于热电偶的稳定性解析以及检测热电偶稳定性的方法

    在科学技术高度发达的今天,各种各样的高科技出现在我们的生活中,为我们的生活带来便利,那么你知道这些高科技可能会含有的热电偶吗?作为常用的温度传感器之一,热电偶(包括K分度、分度、T分度等)测温元件,其长期稳定性是一项非常重要的技术指标,尤其是对燃煤电厂而言。对于更难修复的公司来说尤其如此。 通俗的讲:一个产品所谓的长期稳定性,就是反映了它安装在设备上后,在不改变其精度的情况下,可以使用多长时间。对于用户来说,长期稳定性越长越好。因此,如何使热电偶测温元件具有更长的使用寿命,是每个热电偶制造商必须关注和解决的重要问题; 它决定了热电偶测温元件的长期稳定性。我们认为,最重要的因素是材料的选择以及流程的制定和实施。 什么是热电偶稳定性?如何检测热电偶稳定性? 稳定性是衡量热电偶性能的重要指标。本文介绍了热电偶稳定性的概念,分析了影响热电偶稳定性的主要原因,并分享了测试热电偶稳定性的方法和具体要求。 什么是热电偶稳定性? 热电偶稳定性是指在一定温度下,热电偶的热电特性随使用时间和使用条件而变化的程度。在规定条件下,热电特性变化大表示稳定性差,变化小表示稳定性好。热电偶的稳定性将直接影响热电偶测量的准确性。因此,稳定性是衡量热电偶性能的重要指标。 热电偶不稳定性主要来源 1、玷污 污染会影响热电偶的塞贝克系数。热电偶线材经常受到环境气氛或保护管杂质的污染,不同程度的污染产生的附加电位也不同。这种额外的电位会改变原来的分度特性,这是导致热电偶不稳定的一个因素。例如铂铑10-铂热电偶,当使用的陶瓷管中含有铁杂质时,铂铑丝被铁污染后会影响其热电特性;在含硅的高温还原气氛中使用时,由于硅被还原为游离硅并与铂铑丝结合合成铂硅化合物,使偶丝变脆。用于标准热电偶校验的绝缘瓷管要求用王水清洗,高温烘烤,并规定正负极的穿孔极性。如果热电极的正负极错位在常用的管子中,铂铑孔中的铂会渗入铂电极,改变标准热电偶的热电特性。以上所有情况都会影响热电偶的稳定性。 2、热电极在高温下挥发 热电偶的导线材料多为合金材料。由于各组分材料的蒸气压不同,挥发的程度也不同。在高温下经过一定时间后,合金成分比会发生变化,从而引起热电势的明显变化。 3、氧化还原 许多热电偶的不稳定性是由电偶线氧化引起的。铜-康铜、铁-康铜和镍-铬-镍硅等热电偶都可以发生氧化反应。如果热电极被均匀氧化,效果可能会更小; 如果是优先氧化,效果很严重。在低氧分压下(即在缺氧的情况下),镍铬电极中的铬会产生优先氧化,改变偶丝的成分。 4、脆化 脆化是拒绝热电偶的最常见因素。热电偶的热电极是由于污染、晶粒长大、氧化还原反应和长期高温再结晶等因素造成热电极脆化的原因。热电极用于原子反应堆并被中子轰击。一些元素转化为其他元素,从而改变了热电极的组成。例如铠装铂铑热电偶的铑会转化为钯,少量的铂先变成金再变成汞,这会改变热电特性,降低热电势。铁、镍铬、镍铝(硅)等低成本金属热电偶,中子辐射没有明显嬗变。然而,铜在辐射下的嬗变会导致成分发生很大变化。因此,在存在中子辐射的情况下,使用镍铬镍铝热电偶较为合适,以镍铬硅镍硅(N型)热电偶为佳。 5、受外力作用 由热电偶线中的严重弯曲或任何其他类型的加工硬化引起的内应力可能会产生物理不均匀性。小心操作可以避免由此引起的大部分不均匀性。组装好的热电偶适当的退火也可以在一定程度上减少这种不均匀性。 以上就是热电偶的一些值得大家学习的详细资料解析,希望在大家刚接触的过程中,能够给大家一定的帮助,如果有问题,也可以和小编一起探讨。

    时间:2021-07-20 关键词: 稳定性 热电极 热电偶

  • 关于热电偶输出故障判断方法以及使用中不合格原因解析

    随着社会的快速发展,我们的热电偶也在快速发展,那么你知道热电偶输出故障判断方法的详细资料解析吗?接下来让小编带领大家来详细地了解有关的知识。 热电偶输出故障判断方法 1) 按照仪表接线图准确连接。仪表上电后先显示仪表的热电偶指数编号,然后显示仪表量程刻度,然后仪表下排显示设定温度,仪表上排显示测量温度。如果仪表上的数码管显示的不是发热体的温度,而是显示“OVER”、“0000”或“000”,说明仪表的输出部分有故障,应进行以下检查: A) 将热电偶从仪表热电偶的输出端拆下,然后用任意一根导线将仪表热电偶的输出端短路。通电后,当仪表顶部的数码管显示值约为室温时,说明热电偶的外部连接开路,应更换同型号的热电偶。若仍为上述状态,说明仪表的输出端在运输过程中损坏,应更换仪表。 B) 将上述故障仪表的热电偶拆下,换上与旁边正常运行的同类分度仪表相连的热电偶。上电后,当原故障仪表上的数码管显示发热体温度时,说明热电偶如果外接断路,换同型号热电偶。如果还是上述状态,说明在运输过程中电表输出端损坏,应更换电表。 C) 从仪表上拆下有故障的热电偶,用万用表测量欧姆(R)*1,用万用表的两个表杆测量热电偶的两端,如果万用表显示的电阻值很大,说明 热电偶外部接线开路,换同型号热电偶。否则有一定的阻值,说明仪表的输出端有问题,应更换仪表。 2) 按照仪表接线图准确连接。如果仪表通电后仪表顶部的数码管显示负值,说明接在仪表“+”和“-”上的热电偶接错了。只能重新更换。 3)接线准确。仪表在运行时,仪表上数码管显示的温度与实际测量的温度相差30ºC~60ºC。差别更大,说明仪表的分度数和热电偶的分度数是错误的。根据热电偶指数B、S、K、E等的温度(℃)与毫伏(MV)值的对应关系,在同一温度(℃)下出现的毫伏值(MV) B索引号最小,S索引号次小,K索引号较大,E索引号最大。是根据这个原则来判断的。 热电偶使用中不合格原因分析 检定合格的热电偶在使用中不合格,这种现象鲜为人知,未引起人们重视。导致检定合格的热电偶在使用中不合格现象主要由于热电偶偶丝不均质影响、铠装热电偶的分流误差和使用热电偶不当造成。 1、热电偶丝不均质影响 ①热电偶材质不均。在测量室检查热电偶时,按规定要求将热电偶插入检定炉深度300mm。因此,每个热电偶的检定结果只能从测量端反映或主要反映300nm长电偶线的热电行为。但是,当热电偶的长度较长时,大多数电偶线在使用过程中都处于高温区域。如果热电偶导线不均匀且具有温度梯度,则会在局部产生热电动势。这种电动势称为寄生电位,由寄生电位引起的误差称为均匀性误差。 ②热电偶线使用后不均匀。对于新制造的热电偶,即使异质性能满足要求,如果反复加工和弯曲造成热电偶的加工变形,也会失去同质性,在高温下长时间使用也会使热电偶失去同质性。热电动势的劣化引起热电动势的变化。当局部退化部分处于温度梯度的地方时,寄生电势也会叠加在总热电动势上,从而产生测量误差。 2、铠装热电偶的分流误差 用铠装热电偶测量炉温时,当热电偶中部温度超过800℃时,绝缘电阻下降,热电偶显示值出现异常,称为分流误差。由于护套热电偶的绝缘材料是粉末氧化镁,因此在高温下,温度每升高 100°C,绝缘电阻就会下降一个数量级。当中间部分温度较高时,必然存在漏电流,会造成热电偶输出电位的分流误差。 3、使用不当引起的测量误差 检定合格的热电偶,如果使用方法不正确,也会引起较大的测量误差。 以上就是热电偶输出故障判断方法的有关知识的详细解析,需要大家不断在实际中积累经验,这样才能设计出更好的产品,为我们的社会更好地发展。

    时间:2021-07-20 关键词: 温度 热电偶指数 热电偶

  • 热电偶校验仪的工作原理是什么?热电偶如何校准?

    一直以来,校验仪都是大家的关注焦点之一。因此针对大家的兴趣点所在,小编将为大家带来热电偶校验仪的相关介绍,详细内容请看下文。 一、热电偶校验仪介绍 首先,我们来看看什么是热电偶校验仪。 热电偶校验仪是一种高精度、高分辨率、高可靠性的手持式数字校验仪。热电偶校准器可以显示相应热电偶类型的输出和测量信号值和温度值。它具有 LCD 背光,适合在光线昏暗的地方使用。一般使用大容量充电电池,可连续工作24小时以上。 二、热电偶校验仪的工作原理 在对热电偶校验仪具备初步认识后,我们再来了解下热电偶校验仪的工作原理是什么。只有在熟知了热电偶校验仪的工作原理后,才能更好地使用它。 热电阻校验仪的原理是通过内置的高精度电子补偿变压器将被测电流转换为幅值,即直接连接测量或电子补偿钳形变压器。合适的小电流信号经精密电阻采样转换成电压信号送入高精度A/D器件,瞬时值以合适的采样率转换成数字信号流。 被测电压和电流的数字信号通过光电耦合器传输到FPGA逻辑电路,实现被测电路与测试系统地之间的电气隔离,保证测试的安全性和测试的稳定性数据。 热电偶校验仪是一款高性能的手持式热电偶校验仪,具有高度专业的热电偶测量和输出功能。它可以测试和校准温度变送器、温度显示仪表和数据采集系统,也可以连接热电偶直接测量温度。 三、热电偶校准方法 在了解了热电偶校验仪和热电偶校验仪的工作原理之后呢,我们来了解一下热电偶如何进行校准。 热电偶在使用前必须进行检查,因为热电偶的热端在使用过程中会被氧化腐蚀,材料在高温下会发生再结晶,从而导致热电特性发生变化,造成测量误差。当误差超过允许范围时。必须更换热电偶或必须切断原来的热端并重新焊接,清洗确认后方可使用。 1、一般来说,对于测量温度高于300摄氏度的热电偶,热电偶检定系统主要由管式检定炉、凝固点罐、开关、电位器、标准热电偶组成。 2、管校准炉要求管内有稳定的温度场,最好有100mm左右的恒温区,读数时温度变化不超过0.2C/mino。一般情况下,通过调整自耦变压器和改变电压来改变校准点的温度。但晶闸管一般也由自动温控装置控制,电位器的精度等级应不低于0.05。 3、校准时,将被校准热电偶的热端和标有S的标准热电偶放入管式校准炉中,比较两者的测量数据。校准K和E热电偶时,需要套上石英套管,然后用镍丝将它们与被校准的热电偶绑在一起,然后插入管式校准炉的恒温区。为保证已校准热电偶的热端温度与标准热电偶的温度一致,最好将标准热电偶和被测热电偶的热端分别放在金属镍块的两个孔中,然后放置镍块 校准工作是在炉内恒温区进行的。 4、热电偶放入检定炉恒温区后,检定炉口必须用石棉绳堵住。热电偶的插入深度通常为300mm,较短的热电偶可减少,但不得小于150mm。将热电偶的末端放入冰箱以确保 OC。当检定炉温度达到检定温度点10C范围时,确保温度变化不超过0.2"C/min,即可测出热电偶的热电动势。 5、在每个校准温度点,标准热电偶和被校准热电偶的热电动势读数应符合标准→校准1→……→校准n→……→校准1→标准,读数必须大于超过 4 次。然后取平均值并检查索引表。最后通过比较得到温度误差。 上述所有信息便是小编这次为大家推荐的有关热电偶校验仪、热电偶校验仪工作原理、热电偶校准方法的内容,希望大家能够喜欢,想了解更多有关热电偶校验仪的信息或者其它内容,请关注我们网站哦。

    时间:2021-06-22 关键词: 校验仪 热电偶校验仪 热电偶

  • 如何选择热电偶?热电偶能使用多久?

    热电偶是十分重要的元器件之一,在往期文章中,小编对热电偶的分类、热电偶的测温条件等知识有所介绍。为增进大家对热电偶的认识,本文将对热电偶的选择以及热电偶的使用寿命予以介绍。如果你对热电偶具有兴趣,不妨继续往下阅读哦。 一、热电偶的选择 热电偶(thermocouple)是温度测量仪表中常用的测温元件,它直接测量温度,并把温度信号转换成热电动势信号,通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质的温度。各种热电偶的外形常因需要而极不相同,但是它们的基本结构却大致相同,通常由热电极、绝缘套保护管和接线盒等主要部分组成,通常和显示仪表、记录仪表及电子调节器配套使用。 选择热电偶要根据使用温度范围、所需精度、使用气氛、测定对象的性能、响应时间和经济效益等综合考虑。 1、测量精度和温度测量范围的选择 使用温度在1300~1800℃,要求精度又比较高时,一般选用B型热电偶;要求精度不高,气氛又允许可用钨铼热电偶,高于1800℃一般选用钨铼热电偶;使用温度在1000~1300℃要求精度又比较高可用S型热电偶和N型热电偶;在1000℃以下一般用K型热电偶和N型热电偶,低于400℃一般用E型热电偶;250℃下以及负温测量一般用T型电偶,在低温时T型热电偶稳定而且精度高。 2、使用气氛的选择 S型、B型、K型热电偶适合于强的氧化和弱的还原气氛中使用,J型和T型热电偶适合于弱氧化和还原气氛,若使用气密性比较好的保护管,对气氛的要求就不太严格。 3、耐久性及热响应性的选择 线径大的热电偶耐久性好,但响应较慢一些,对于热容量大的热电偶,响应就慢,测量梯度大的温度时,在温度控制的情况下,控温就差。要求响应时间快又要求有一定的耐久性,选择铠装偶比较合适。 4、测量对象的性质和状态对热电偶的选择 运动物体、振动物体、高压容器的测温要求机械强度高,有化学污染的气氛要求有保护管,有电气干扰的情况下要求绝缘比较高。 5、注意事项 ◆热电偶公称压力:一般是指在工作温度下保护管所能承受的静态外压而破裂。 ◆热电偶最小插入深度:应不小于其保护套管外径的8-10倍(特列产品例外) ◆绝缘电阻:当周围空气温度为15-35℃,相对湿度<80%时绝缘电阻≥5兆欧(电压100V)。具有防溅式接线盒的热电偶,当相对温度为93± 3℃ 时,绝缘电阻≥0.5兆欧(电压100V) ◆高温下的绝缘电阻:热电偶在高温下,其热电极(包括双支式)与保护管以及双支热电极之间的绝缘电阻(按每米计)应大于下表规定的值。 二、热电偶的使用寿命 热电偶的劣化是一个量变过程,对其定量很困难,它将随热电偶的种类、直径、使用温度、气氛和时间的不同而变化。热电偶的使用寿命是指热电偶劣化发展到超过允许误差。 ①装配式热电偶的寿命 我国标准中仅对热电偶的稳定性有要求,即规定在某一温度下经200h使用前后热电动势的变化范围。但是,尚未发现对使用寿命有规定,只有在计量部门判定不合格时才停止使用。转包生产用的工作用廉金属热电偶一般只要求使用一次。在实际使用时,装配式热电偶通常有保护管,只有在特殊情况下才裸丝使用。因此,在多数场合下,保护管的寿命决定了热电偶寿命。对热电偶的实际使用寿命的判断,必须是通过长期收集、积累实际使用状态下的数据,才有可能给出较准确的结果。 ②铠装热电偶的寿命 由于铠装热电偶有套管保护与外界环境隔绝,因此套管材质对铠装热电偶的寿命影响很大,必须根据用途选择热电偶丝及金属套管。当材质选定后,其寿命又随着铠装热电偶直径的增大而增加。铠装热电偶同装配式热电偶相比,虽有许多优点,但很容易发生劣化。 热电偶是在科研、工业生产中最常用的温度传感器,虽然结构简单,但是,使用中不注意仍然会产生较大测量误差。本文主要通过对使用中容易出现的问题,详细探讨了测温点的选择、热电偶的插入深度、响应时间及热辐射等产生误差的主要原因,并指出热电偶不均度、热电偶使用中应注意的问题,对提高测量精度,延长热电偶使用寿命有一定帮助。 以上便是此次小编带来的“热电偶”相关内容,通过本文,希望大家对热电偶的选择以及热电偶的使用寿命具备一定的了解。如果你喜欢本文,不妨持续关注我们网站哦,小编将于后期带来更多精彩内容。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!

    时间:2021-06-08 关键词: 使用寿命 指数 热电偶

  • 热电偶具有哪些分类?热电偶测温、测量方法介绍

    热电偶是测量仪器之一,通过热电偶,我们能够对温度加以测量。为增进大家对热电偶的认识,本文将基于3点介绍热电偶:1、热电偶常见分类,2、热电偶测温条件,3、热电偶的测量方法。如果你对热电偶具有兴趣,不妨继续往下阅读哦。 一、热电偶分几类 目前常用热电偶主要有以下几类。 (1) 铂铑10-铂热电偶。分度号为S,长期最高使用温度为1300℃,短期最高使用温度为1600℃,适于在氧化气氛中测温,不适于在还原气氛中使用,但短期内可用于真空中测温。 (2) 铂铑30-铂铑6热电偶。分度号为B,长期最高使用温度为1600℃,短期最高使用温度为1800℃,适于在氧化气氛中测温,不适于在还原气氛中使用,但短期内可用于真空中测温。 (3) 镍铬-镍硅热电偶。分度号为K,按热电偶直径,温度范围为0~1300℃,适于在中性气氛中测温,不适于还原气氛中测温。 (4) 镍铬-康铜热电偶。分度号为E,温度范围为-200~+900℃,适于在氧化及弱还原气氛中测温。 二、测温条件 是一种感温元件,是一种一次仪表,热电偶直接丈量温度。由2种不同成分材质的导体组成的闭合回路,由于材质不同,不同的电子密度产生电子扩散,稳定均衡后就产生 了电势。当两端存在梯度温度时,回路中就会有电流产生,产生热电动势,温度差越大,电流就会越大。测得热电动势之后即可晓得温度值。热电偶实际上是一种能量转换器,可将热能转换成电能。 热电偶的技术优势:热电偶测温范围宽,性能比拟稳定;丈量精度高,热电偶与被测对象直接接触,不受中间介质的影响;热响应时间快,热电偶对温度变化反响灵活;丈量范围 大,热电偶从-40~+ 1600℃ 均可连续测温;热电偶性能牢靠, 机械强度好。运用寿命长,装置便当。 电偶必需是由两种性质不同但契合一定要求的导体(或半导体)材料构成回路。热电偶丈量端和参考端之间必需有温差。 将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来,构成一个闭合回路。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时,两者之间便产生电动势,因此在回路中构成一个大小的电流,这 种现象称为热电效应。热电偶就是应用这一效应来工作的。 三、测量方法 热响应时间比较复杂,不同的试验条件会有不同的测量结果,这是因为它受热电偶与周围介质的换热率影响,换热率高,则热响应时间就短。为了使热电偶产品的热响应 时间具有可比性,国家标准规定:热响应时间应在专用水流试验装置上进行。该装置的水流速度应保持0.4±0.05m/s,初始温度在5-45℃的范围内,温度阶跃值为40-50℃。在试验 过程中,水的温度变化应不大于温度阶跃值的±1%。被试热电偶的置入深度为150mm或设计的置入深度(选其中较小值并在试验报告中注明)。 由于该装置比较复杂,目前只有极少数单位有这套设备,故国家标准中规定允许生产厂与用户协商,可采用其他试验方法,但所给数据必须注明试验条件。 由于B型热电偶在室温附近热电势很小,热响应时间不容易测出,因此国家标准规定可采用同规格的S型热电偶的热电极组件替换其自身的热电极组件,然后进行试验。 试验时应记录 热电偶 的输出变化至相当于温度阶跃变化50%的时间T0.5,必要时可记录变化10%的热响应时间T0.1和变化90%的热响应时间T0.9。所记录的热响应时间,应是同一 试验至少三次测试结果的平均值,每次测量结果对于平均值的偏离应在±10%以内。此外,形成温度阶跃变化所需的时间不应超过被测试 热电偶 的T0.5的十分之一。记录仪器或仪 表的响应时间不应超过被试热电偶的T0.5的十分之一。 以上便是此次小编带来的“热电偶”相关内容,通过本文,希望大家对热电偶分类、热电偶的测温条件和热电偶的热量方法具备一定的了解。如果你喜欢本文,不妨持续关注我们网站哦,小编将于后期带来更多精彩内容。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!

    时间:2021-06-08 关键词: 指数 电偶 热电偶

  • 你了解热电偶吗?热电偶工作原理介绍

    热电偶,对很多人而言,可能听着像一个新词汇。但是,热电偶很久前就已经出现了,热电偶的作用在于测温。为增进大家对热电偶的认识,本文将对热电偶以及热电偶的工作原理予以介绍。如果你对热电偶具有兴趣,不妨继续往下阅读哦。 一、热电偶引言 热电偶(thermocouple)是温度测量仪表中常用的测温元件,它直接测量温度,并把温度信号转换成热电动势信号,通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质的温度。各种热电偶的外形常因需要而极不相同,但是它们的基本结构却大致相同,通常由热电极、绝缘套保护管和接线盒等主要部分组成,通常和显示仪表、记录仪表及电子调节器配套使用。 在工业生产过程中,温度是需要测量和控制的重要参数之一。在温度测量中,热电偶的应用极为广泛,它具有结构简单、制造方便、测量范围广、精度高、惯性小和输出信号便于远传等许多优点。另外,由于热电偶是一种无源传感器,测量时不需外加电源,使用十分方便,所以常被用作测量炉子、管道内的气体或液体的温度及固体的表面温度。 二、工作原理 当有两种不同的导体或半导体A和B组成一个回路,其两端相互连接时,只要两结点处的温度不同,一端温度为T,称为工作端或热端,另一端温度为T0 ,称为自由端(也称参考端)或冷端,回路中将产生一个电动势,该电动势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关。这种现象称为“热电效应”,两种导体组成的回路称为“热电偶”,这两种导体称为“热电极”,产生的电动势则称为“热电动势”。 热电动势由两部分电动势组成,一部分是两种导体的接触电动势,另一部分是单一导体的温差电动势。 热电偶回路中热电动势的大小,只与组成热电偶的导体材料和两接点的温度有关,而与热电偶的形状尺寸无关。当热电偶两电极材料固定后,热电动势便是两接点温度t和t0。的函数差。即 这一关系式在实际测温中得到了广泛应用。因为冷端t0恒定,热电偶产生的热电动势只随热端(测量端)温度的变化而变化,即一定的热电动势对应着一定的温度。我们只要用测量热电动势的方法就可达到测温的目的。 热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过,此时两端之间就存在电动势——热电动势,这就是所谓的塞贝克效应(Seebeck effect)。两种不同成份的均质导体为热电极,温度较高的一端为工作端,温度较低的一端为自由端,自由端通常处于某个恒定的温度下。根据热电动势与温度的函数关系,制成热电偶分度表;分度表是自由端温度在0℃时的条件下得到的,不同的热电偶具有不同的分度表。 在热电偶回路中接入第三种金属材料时,只要该材料两个接点的温度相同,热电偶所产生的热电势将保持不变,即不受第三种金属接入回路中的影响。因此,在热电偶测温时,可接入测量仪表,测得热电动势后,即可知道被测介质的温度。热电偶测量温度时要求其冷端(测量端为热端,通过引线与测量电路连接的端称为冷端)的温度保持不变,其热电势大小才与测量温度呈一定的比例关系。若测量时,冷端的(环境)温度变化,将严重影响测量的准确性。在冷端采取一定措施补偿由于冷端温度变化造成的影响称为热电偶的冷端补偿正常。与测量仪表连接用专用补偿导线。 热电偶冷端补偿计算方法: 从毫伏到温度:测量冷端温度,换算为对应毫伏值,与热电偶的毫伏值相加,换算出温度; 从温度到毫伏:测量出实际温度与冷端温度,分别换算为毫伏值,相减後得出毫伏值,即得温度。 以上便是此次小编带来的“热电偶”相关内容,通过本文,希望大家对热电偶以及热电偶的工作原理具备一定的认知。如果你喜欢本文,不妨持续关注我们网站哦,小编将于后期带来更多精彩内容。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!

    时间:2021-06-08 关键词: 工作原理 指数 热电偶

  • 集成冷结补偿的精密热电偶放大器提供精确温度测量功能

        北京2010年6月1日电 -- Analog Devices, Inc. (NYSE: ADI),全球领先的高性能信号处理解决方案供应商及信号调理技术领先者,最近针对广泛用于工业、商业和科学领域温度测量的 K 型和 J 型热电偶,推出低成本精密热电偶放大器系列产品。     热电偶系统可提供精确而可靠的温度测量和控制功能,经济有效,并且温度测量范围较宽。然而,为了实现良好的测量性能,冷结补偿和高增益精度精密放大器是必不可少的。ADI 公司的热电偶放大器 AD8494、AD8495、AD8496和 AD8497专门针对此问题而开发,具有片内冷结补偿功能,可根据环境温度的变化自动调整热电偶输出。     总部位于美国加利福尼亚州恩西诺市的嵌入式微控制器设计与开发咨询公司 -- Robert Marshall and Associates的总裁 Bob Woskow 表示:“我们采用 ADI 公司的热电偶放大器用于设计工业应用超纯加热控制器。ADI公司的放大器尺寸较小,具备内部冷结补偿功能,因此非常容易使用,印刷电路板上无需或只需很少的其它元件。同时能胜任热电偶放大器所需完成的全部工作。”     四款新型精密热电偶放大器都能将热电偶结点产生的小电压,转换为 ADC(模数转换器)或微控制器易于读取的5mV/摄氏度模拟信号。集成的冷结补偿功能确保热电偶能在较宽的环境温度范围内实现精确测量,高共模抑制性能(0.1摄氏度/V)则使得AD849x能够抑制长引线热电偶可能会有的共模噪声。热电偶放大器AD849x 可采用从2.7V 单电源至±18V 双电源的各种电源供电,而且功效极高,静态电源电流仅180uA。采用单电源工作时,这些放大器可直接与低电源电压 ADC 接口,而较高的双电源电压则适用于要求宽共模输入范围的工业系统。在5V 单电源下,AD849x 放大器可以覆盖近1,000度的热电偶温度范围。通过基准引脚可以对0摄氏度输出进行电平转换,因而即使采用单电源,也能轻松测量负温度。     ADI 公司精密信号调理部门总监 Steve Sockolov 指出:“温度是第二大测量参数。使用 ADI 公司线性产品的系统可通过简单的设计,实现结实耐用、重复性好的温度检测功能。     热电偶放大器的主要特性和优势        -- 集成冷结补偿    -- 5mV/摄氏度输出,单电源工作,电源电压可低至2.7V,并提供轨到轨输出    -- 高阻抗差分输入    -- 基准引脚提供失调调整功能    -- 宽电源电压范围:2.7V 至±18V    -- 高增益精度:0.1%    -- 低功耗:180μA静态电源电流    -- 低成本:批量采购价格低于1美元/片    -- 无铅 MSOP-8封装     供货、报价与配套产品     产品    样片供货  热电偶类型  基准结温    万片订量价格  封装    AD8494  现在      J 型        0摄氏度     $0.98/片      8引脚                                   -50摄氏度                 MSOP    AD8495  现在      K 型        0摄氏度     $0.98/片      8引脚                                  -50摄氏度                 MSOP    AD8496  现在      J 型        25摄氏度    $0.98/片      8引脚                                   -100摄氏度                MSOP    AD8497  现在      K 型        25摄氏度    $0.98/片      8引脚                                   -100摄氏度                MSOP     作为信号链设计的一部分,热电偶放大器 AD8494/5/6/7可配合 ADI 公司的精密数据转换器和基准缓冲放大器工作。     关于 ADI 公司        Analog Devices, Inc.(简称 ADI)将创新、业绩和卓越作为企业的文化支柱,并基此成长为该技术领域最持久高速增长的企业之一。ADI 公司是业界广泛认可的数据转换和信号调理技术全球领先的供应商,拥有遍布世界各地的60,000客户,涵盖了全部类型的电子设备制造商。作为领先业界40多年的高性能模拟集成电路 (IC) 制造商,ADI 的产品广泛用于模拟信号和数字信号处理领域。公司总部设在美国马萨诸塞州诺伍德市,设计和制造基地遍布全球。

    时间:2020-09-10 关键词: 热电偶

  • 如何利用ADUCM360精密监控热电偶温度

    电路功能与优势 本电路显示如何在精密热电偶温度监控应用中使用精 密模拟微控制器ADuCM360/ADuCM361。ADuCM360/ADuCM361集成双通道24位-型模数转换器(ADC)、双通道可编程电流源、12位数模转换器(DAC)、1.2 V内部基准电压源、ARM Cortex-M3内核、126 kB闪存、8 kB SRAM以及各种数字外设,例如UART、定时器、SPI和I2C接口等。 在本电路中,ADuCM360/ADuCM361连接到一个热电偶和一个100 铂电阻温度检测器(RTD)。RTD用于执行冷结补偿。 在源代码中,ADC采样速率选择4 Hz。当ADC输入可编程增益放大器(PGA)的增益配置为32时,ADuCM360/ADuCM361的无噪声代码分辨率大于18位。 图1. ADuCM360/ADuCM361用作温度监控控制器与热电偶接口(原理示意图,未显示所有连接) 电路描述 本应用中用到ADuCM360/ADuCM361的下列特性: - 在软件中,为热电偶和RTD配置了32倍PGA增益的24位∑-△型ADC。ADC1在热电偶信号采样与RTD电压信号采样之间连续切换。 - 可编程激励电流源,用来驱动受控电流流经RTD。双通道电流源可在0A至2mA范围内配置。本例使用200A设置,以便将RTD自热效应引起的误差降至最小。 - ADuCM360/ADuCM361中的ADC内置1.2V基准电压源。它的内部基准电压源精度高,适合测量热电偶电压。 - ADuCM360/ADuCM361中的ADC内置外部电压基准电压源。它可测量RTD电阻;采用比率式设置,将一个外部基准电阻(RREF)连接在外部VREF+和VREF引脚上。 - 偏置电压发生器(VBIAS)。VBIAS用于将热电偶共模电压设置为AVDD/2。 - ARMCortex-M3内核。功能强大的32位ARM内核集成了126kB闪存和8kBSRAM存储器,用来运行用户代码,可配置并控制ADC,通过RTD处理ADC转换,以及控制UART/USB接口的通信。 - UART用作与PC主机的通信接口。 - 两个外部开关用来强制该器件进入闪存引导模式。使SD处于低电平,同时切换RESET按钮,ADuCM360/ADuCM361便进入引导模式,而不是正常的用户模式。在引导模式下,通过UART接口可以对内部闪存重新编程。 热电偶和RTD产生的信号均非常小,因此需要使用PGA来放大这些信号。 本应用使用的热电偶为T(铜-康铜)型,其温度范围为−200°C至+350°C。灵敏度约为40V/°C,这意味着ADC在双极性模式和32倍PGA增益设置下可以覆盖热电偶的整个温度范围。 RTD用于执行冷结补偿。本电路使用铂100ΩRTD,型号为Enercorp PCS 1.1503.1。它采用0805表贴封装。温度变化率为0.385Ω/°C。 注意,基准电阻RREF应为精密5.6kΩ (±0.1%)电阻。 ADuCM360/ADuCM361的USB接口通过FT232R UART转USB收发器实现,它将USB信号直接转换为UART。 除图1所示的去耦外,USB电缆本身还须采用铁氧体磁珠来增强EMI/RFI保护功能。本电路所用铁氧体磁珠为Taiyo Yuden #BK2125HS102-T,它在100 MHz时的阻抗为1000Ω。 本电路必须构建在具有较大面积接地层的多层印刷电路板(PCB)上。为实现最佳性能,应采用适当的布局、接地和去耦技术。 评估该电路所用的PCB如图2所示。 图2. 本电路所用的EVAL-ADuCM360TCZ板

    时间:2020-09-07 关键词: 温度控制 aducm360 热电偶

  • 适用于各种应用的热电偶传感器,你了解吗?

    什么是适用于各种应用的热电偶传感器?它有什么作用?TE Connectivity (TE)的热电偶传感器和配件提供多种标准样式,适用于各种应用。1 级热电偶根据 IEC584 制成。TE也提供定制热电偶解决方案,拥有数十年设计和制造定制传感解决方案的经验。 热电偶传感器包含两种不同的金属,二者在一端结合在一起。该接合处就是测量温度之处。这两种金属产生的电压较小,可以通过控制系统进行测量和解读。两种金属各自绝缘,有一个外涂层来保持密切的双线结构。 TE 热电偶产品组合的工作温度范围宽,在其整个范围内保持相对恒定的灵敏度,行业标准输出信号,是最受欢迎的合金类型产品;尺寸多样,适用于从微型到重工业的各种应用。以及提供金属护套和工业连接头选项,具备全系列电机/发电机和塑料行业样式。 作为TE Connectivity授权分销商,Heilind可为市场提供相关服务与支持,此外Heilind也供应多家世界顶级制造商的产品,涵盖25种不同元器件类别,并重视所有的细分市场和所有的顾客,不断寻求广泛的产品供应来覆盖所有市场。以上就是适用于各种应用的热电偶传感器解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-07-01 关键词: te 赫联电子 热电偶

  • PCB板极限温度测试,你知道吗?

    什么是PCB板极限温度测试?如何做?因为印好焊膏、没有焊接的 PCB 组装板无法固定热电偶的测试端,因此需要使用焊好的实际产品进行测试。 另外,测试样板不能反复使用,最多不要超过 2 次。一般而言,只要测试温度不超过极限温度,测试过 1~2 次的组装板还可以作为正式产品使用,但绝对不允许长期反复使用同一块测试样板进行测试。 因为经过长期的高温焊接,印制板的颜色会变深,甚至变成焦黄褐色。虽然全热风炉的加热方式主要是对流传导,但也存在少量辐射传导,深褐色比正常新鲜的浅绿色 PCB 吸收的热量多。因此,测得的温度比实际温度高一些。如果在无铅焊接中,很可能会造成冷焊。 一、选择测试点:根据 PCB 组装板的复杂程度及采集器的通道数(一般采集器有 3~12 个测试通道),选择至少三个以上能够反映 PCB 表面组装板上高(最热点)、中、低(最冷点)有代表性的温度测试点。 最高温度(热点)一般在炉膛中间、无元件或元件稀少及小元件处;最低温度(冷点)一般在大型元器件处(如 PLCC)、大面积布铜处、传输导轨或炉堂边缘、热风对流吹不到的位置。 二、固定热电偶:用高温焊料(Sn-90Pb、熔点超过 289℃的焊料)将多根热电偶的测试端分别焊在测试点(焊点)上,焊接前必须将原焊点上的焊料清除干净;或用高温胶带纸将热电偶的测试端分别粘在 PCB 各个温度测试点位置上,无论采用哪一种方式固定热电偶,均要求确保焊牢、粘牢、夹牢。 三、将热电偶的另外一端分别插入机器台面的 1,2.3…。插孔的位置上,或插入采集器的插座上,注意极性不要插反。将热电偶编号,并记住每根热电偶在表面组装板上的相对位置,予以记录。 四、将被测表面 PCB 组装板置于再流焊机入口处的传送链 / 网带上(如果使用采集器,应将采集器放在表面 PCB 组装板后面,略留一些距离,大约 200mm 以上),然后启动 KIC 温度曲线测试程序。 五、随着 PCB 的运行,在屏幕上画(显示)出实时曲线(设备自带 KIC 测试软件时)。 六、当 PCB 运行过冷却区后,拉住热电偶线将 PCB 组装板拽回,此时完成一个测试过程,在屏幕上显示完整的温度曲线和峰值温度 / 时间表(如果采用温度曲线采集器,则从再流焊炉出口处取出 PCB 和采集器,然后通过软件读出温度曲线和峰值温度时间表)。以上就是PCB板极限温度测试,希望能给大家帮助。

    时间:2020-05-10 关键词: PCB 极限温度 热电偶

  • 如何选购主流的温度传感器?

    你知道如何选择温度传感器吗?随着技术不断的发展,作为工业、物联网、医疗等行业最常见的传感器,温度传感器发展至今可谓是百花齐放,各执其责。按照作用方式来分的话,分为接触式和非接触式温度传感器。接触式温度传感器包括双金属温度计、玻璃液体温度计、压力式温度计、电阻温度计、热敏电阻和温差电偶等;非接触式的基本是根据黑体辐射的基本定理,而这类传感器只有对黑体所测的温度才是真实温度,对于非黑体需要进行材料表面发射率的修正,不过材料表面发射率的测试精度很难保证,因为其发射率受温度、波长、表面状态、涂层等因素有关。 不过,现在主流的温度传感器分为四种,即RTD、热敏电阻、热电偶以及具有数字和模拟接口的集成电路传感器。 RTD RTD温度传感器主要是金属制成,通过温度变化影响自身电阻值来测量温度。虽然常用金属有铜、镍和镍合金,但是铂凭借良好的线性、重复性和稳定性稳固了温度参考传递国际标准的地位。RTD的电阻是随着温度的上升而增大,但是也并非是很严格线性,根据下图我们可以看到,会产生轻微偏差,一般情况下可以对电阻值进行数字化处理,查找校正因子。 还是以铂为例,在性能方面,铂RTD除了具有上述所说的线性、重复性和稳定性的优点,-200~+650℃的测温范围,0.1~1.0℃的测温精度上也是比较优良的性能。不过,RTD的缺点也是比较明显,由于需要恒定电压/电流,所以通电过程中产生的功率会影响其所测温度,影响准确度(需进一步纠正)。另外,在RTD模拟信号输出时,放大器和ADC组件的自身误差也需要计算在内。 热敏电阻 类似于RTD,热敏电阻也是电阻式传感器。它的分类主要是按照温度系数划定,分为正温度系数热敏电阻器(PTC)和负温度系数热敏电阻器(NTC)。PTC主要材料为掺杂的BaTiO3半导体陶瓷,而NTC主要材料是过渡金属氧化物半导体陶瓷。 以NTC为例,虽然不是线性变化,但是它的线性度是指数函数,电阻值随着温度的升高而降低。由于其本身材料因素,所以它的整体价格相对于铂RTD来说比较经济,同时,材料选用也是相对灵活,能够加工成各式各样的形状以及小型化处理。另外,由于其电阻随温度变化极为灵敏,它的测量精度与铂RTD不相上下,为0.05~1.5℃。 同样的,由于通电过程中,产生的自热和ADC等因素会对测量结果造成影响,所以NTC的测量结果也需要进行纠正。它的适用温度范围相对来说也比较苛刻,一般在0-150℃左右。需要指出的是,由于NTC元件容易老化,稳定性也一般。 热电偶 热电偶传感器是属于非常常见的接触式传感器,通过两种不同的导体材料两端接合形成回路。当结合点两端的温度不同,回路就会产生电动势,也称为热电势,根据热电势的大小,在连接的表盘上显示温度。 由于使用材料的灵活性,热电偶传感器的测温范围很广,工作温度最高可以达到2000℃以上,且属于耐用器件,可用于危险恶劣的环境下。同时它的感应接合点是直接暴露的,所以它对温度变化的响应较快。其实我们从原理上就可以看出来,热电偶传感器不需要外接电源,所以它不容易产生自发热。 显然,热电偶传感器在准确度以及稳定性上会稍逊一筹,它的测温精度在0.5-5.0℃,而由于暴露,抗腐蚀性较弱,所以稳定性不如RTD和热敏电阻。 IC类传感器 IC类温度传感器属于集成式的传感器,目前分为模拟输出传感器、数字输出传感器、远程温度传感器以及温度开关类的具有温控器功能的传感器。不过,从主流分类来看,模拟集成温度传感器和模拟集成数字传感器使用较多。这两款传感器都属于内置ADC,将温度传感器集成在芯片上进行测量、计算、输出等动作。IC类温度传感器的优点在于功耗较低,体积小,集成度高,生产测试过程中已经做过校准,所以出厂后无需再次校准。 缺点在于,它的测试温度范围仅为-70~+150℃,测温精度与热电偶传感器差不多,为0.5-5.0℃。在物联网成为风口、传感器需求加速增长的时代下,温度传感器无疑将会成为最重要的器件之一,如何选择合适的温度传感器,需要从温度范围、精度、成本等多个角度考量。以上就是主流的温度传感器的选择方法,希望能给大家帮助。 不过,现在主流的温度传感器分为四种,即RTD、热敏电阻、热电偶以及具有数字和模拟接口的集成电路传感器。 RTD RTD温度传感器主要是金属制成,通过温度变化影响自身电阻值来测量温度。虽然常用金属有铜、镍和镍合金,但是铂凭借良好的线性、重复性和稳定性稳固了温度参考传递国际标准的地位。RTD的电阻是随着温度的上升而增大,但是也并非是很严格线性,根据下图我们可以看到,会产生轻微偏差,一般情况下可以对电阻值进行数字化处理,查找校正因子。 还是以铂为例,在性能方面,铂RTD除了具有上述所说的线性、重复性和稳定性的优点,-200~+650℃的测温范围,0.1~1.0℃的测温精度上也是比较优良的性能。不过,RTD的缺点也是比较明显,由于需要恒定电压/电流,所以通电过程中产生的功率会影响其所测温度,影响准确度(需进一步纠正)。另外,在RTD模拟信号输出时,放大器和ADC组件的自身误差也需要计算在内。 热敏电阻 类似于RTD,热敏电阻也是电阻式传感器。它的分类主要是按照温度系数划定,分为正温度系数热敏电阻器(PTC)和负温度系数热敏电阻器(NTC)。PTC主要材料为掺杂的BaTiO3半导体陶瓷,而NTC主要材料是过渡金属氧化物半导体陶瓷。 以NTC为例,虽然不是线性变化,但是它的线性度是指数函数,电阻值随着温度的升高而降低。由于其本身材料因素,所以它的整体价格相对于铂RTD来说比较经济,同时,材料选用也是相对灵活,能够加工成各式各样的形状以及小型化处理。另外,由于其电阻随温度变化极为灵敏,它的测量精度与铂RTD不相上下,为0.05~1.5℃。 同样的,由于通电过程中,产生的自热和ADC等因素会对测量结果造成影响,所以NTC的测量结果也需要进行纠正。它的适用温度范围相对来说也比较苛刻,一般在0-150℃左右。需要指出的是,由于NTC元件容易老化,稳定性也一般。 热电偶 热电偶传感器是属于非常常见的接触式传感器,通过两种不同的导体材料两端接合形成回路。当结合点两端的温度不同,回路就会产生电动势,也称为热电势,根据热电势的大小,在连接的表盘上显示温度。 由于使用材料的灵活性,热电偶传感器的测温范围很广,工作温度最高可以达到2000℃以上,且属于耐用器件,可用于危险恶劣的环境下。同时它的感应接合点是直接暴露的,所以它对温度变化的响应较快。其实我们从原理上就可以看出来,热电偶传感器不需要外接电源,所以它不容易产生自发热。 显然,热电偶传感器在准确度以及稳定性上会稍逊一筹,它的测温精度在0.5-5.0℃,而由于暴露,抗腐蚀性较弱,所以稳定性不如RTD和热敏电阻。 IC类传感器 IC类温度传感器属于集成式的传感器,目前分为模拟输出传感器、数字输出传感器、远程温度传感器以及温度开关类的具有温控器功能的传感器。不过,从主流分类来看,模拟集成温度传感器和模拟集成数字传感器使用较多。这两款传感器都属于内置ADC,将温度传感器集成在芯片上进行测量、计算、输出等动作。IC类温度传感器的优点在于功耗较低,体积小,集成度高,生产测试过程中已经做过校准,所以出厂后无需再次校准。 缺点在于,它的测试温度范围仅为-70~+150℃,测温精度与热电偶传感器差不多,为0.5-5.0℃。在物联网成为风口、传感器需求加速增长的时代下,温度传感器无疑将会成为最重要的器件之一,如何选择合适的温度传感器,需要从温度范围、精度、成本等多个角度考量。以上就是主流的温度传感器的选择方法,希望能给大家帮助。

    时间:2020-05-01 关键词: 温度传感器 热敏电阻 热电偶

  • 微型自供电温度传感器了解一下

    来自牛津大学,代尔夫特大学和IBM苏黎世的一组研究人员研究表明,石墨烯可用于构建灵敏且自供电的温度传感器。这些发现为高度敏感的热电偶的设计铺平了道路,该热电偶可以集成在纳米器件甚至活细胞中。 可扩展,可靠且可安装在纳米设备中的片上温度传感器对于CPU未来的热管理至关重要。通过沿着临界点分布温度监控器来确定CPU某些部分的局部热量,可以将反馈提供给控制系统。作为响应,热管理允许通过点冷却或负载分配(例如在不同的计算核心之间)进行热负载的重新分配,从而避免出现热点并延长设备寿命并节省能源。这样的温度传感器应具有较小的占地面积,高精度,消耗最少的功率并且与已建立的纳米制造技术兼容。 热电偶是自供电且相对容易制造的,因此是低成本测温的理想选择。由于它们的信号源自固有的材料特性,因此它们的灵敏度往往会有很小的差异。通常,热电偶是由两种具有不同塞贝克系数的材料组合而成,可以测量在传感端和参考物之间建立的与温度差成比例的热电压。为了使用常规热电偶实现片上测温,通常需要两次单独的制造。因此,可以很容易地集成到当前晶片规模的热电偶已经引起了人们的兴趣,以前也有报道过单个金属热电偶。不过这些热电偶的灵敏度较差(约为1μv/k),还往往有很大的占用面积,厚度相对较大,约为100纳米。 牛津大学,代尔夫特大学和IBM苏黎世大学的研究人员发现,石墨烯可用于构建敏感的、单材料的和自供电的温度传感器。他们将石墨烯(一原子厚的碳原子片)化成U形,在传感端连接着一条宽窄的腿。通过调整石墨烯支脚的几何形状并利用电子在石墨烯器件边缘的散射效应,研究小组获得了最大灵敏度ΔS≈39μV/ K。 结果可能为高灵敏度热电偶的设计铺平道路,并有可能集成在范德华结构和未来的石墨烯电路中。此外,由于石墨烯的生物惰性和在各种情况下的稳定性,这些热电偶还可以在恶劣或敏感的环境(例如细胞和其他生物系统)中用作温度传感器。

    时间:2020-04-20 关键词: 电子 传感器 热电偶

  • 这三类温度传感器了解一下

    温度传感器对于环境温度的测量非常准确,广泛应用于农业、工业、车间、库房等场所。对于温度传感器的种类非常多,不同的感温元件不同的型号,可以从厂家产品手册中获知,下面将温度传感器的类型简介如下: 通过感温元件来分类可以大致分成铂热电阻温度传感器、热电偶温度传感器、热敏电阻温度传感器三大类。 1:铂热电阻温度传感器 铂热电阻是利用铂丝的电阻值随着温度的变化而变化这一基本原理设计和制作的,按0℃时的电阻值R(℃)的大小分为10欧姆 (分度号为Pt10)和100欧姆(分度号为Pt100)等,测温范围均为-200~850℃。 利用PT100铂热电阻作为感温元件的型号有铠装式、装配式、插座式、端面热电阻。 可测范围在-200摄氏度到150摄氏度,-50摄氏度到850度。主要应用了需要温度误差小的行业或者是精密仪器仪表。 2:热电偶温度传感器 热电偶温度传感器主要是通过两根不同的金属材料焊接在一起的,主要温度发生改变,那么两端就会有不同的电势产生,通 过电势的变化来得出相应的温度变化。 可测温度:最高达到2300度,在高温段比较准 用的K 型正级。 3:热敏电阻 由金属氧化物陶瓷组成,是低成本、灵敏度最高的温度传感器。 测温范围:温度范围小-50到200度左右,体积小,响应时间快。因为价格低廉所以在很多家用电器上都被应用到了。

    时间:2020-03-23 关键词: 电器 传感器 热电偶

  • 嵌入式开发中精准、低功耗的理念

    本解决方案结合了近年来低功耗、高精度放大方面的研究进展,兼具同等的低功耗、高可靠性无线Mesh网络功能。支持实现这些解决方案的是零漂移、低输入偏置放大器LTC2063和LTP5901-IPM,前者最高以2 ?A电流运行,后者在睡眠模式下消耗电流不到1.5 ?A。这些器件的功耗足够低,可以采用一块由铜和锌电极(每个四平方英寸),以及由柠檬内部物质形成的电解质组合而成的电池供电。这里展示的远程检测实例具有高可靠性、易连通性和超低功耗的特性。这些电路主要面向需要稳定通信和最低限度的电池维护的工业环境。 无线Mesh网络 工业环境中通过无线网络实施和检索的测量很少需要高速度,但它们通常需要高可靠性和安全性,此外还需要低功耗运行,以最大限度地延长电池的运行时间。LTP5901-IPM在802.15.4e无线网络中形成一个节点或者一个SmartMesh? IP Mote。LTP5901-IPM集成了一个10位、0 V至1.8 V ADC,以及一个内置ARM? Cortex?-M3 32位微处理器,可以通过简单编程实施检测。采用这个终端是为了实现安全性、可靠性、低功耗、灵活性以及可编程性。 四种检测应用 总的来说,以下这些电路设计并不需要高深的火箭知识。但是,它们整洁、高效,是针对特定应用定制的。这些设计不需要多复杂,事实上,复杂的设计只会增加成本和可靠性风险。 每个电路的输入中都包含一个传感器,通过处理传感器输出来产生输出电压。使用LTP5901-IPM 10位ADC作为输入,每个电路都试图映射输入,覆盖0 V至1.8 V之间的大部分范围。     图1.简单的电池电压检测 图1展示了一种典型的同相整体增益负反馈运算放大器配置,可以检测分压。LTP5901输入的ADC范围为0 V至1.8 V。R1和R2以最小的静态电流降低电池电压,以延长电池寿命。LTC2063的输入偏置电流非常低,即使这些高电阻值也不会影响最终的10位ADC的精度。LTC2063消耗最小的电源电流,提供随时间和温度变化而呈现的零漂移优势。     图2.电流检测电路 电池供电和隔离电子设备的出色之处在于:它可以在任何位置设置接地。在最方便的电路拓扑结构中,我们可以在不丧失通用性的情况下检测电流,同时将终端放置在与本地接地相关的任何位置。对于单极电流,例如4 mA至20 mA的工业环路,人们可以使用传统的低侧拓扑结构来安全检测与本地接地相关的电流。图2展示的是电流流过一个非常小的电阻R2,由此产生检测电压。因为放大器的零漂移、极低的失调电压性能等原因,这个输入电压可能非常小。电路所示经由501 mΩ检测电阻产生的输入的增益增高101 V/V。在20 mA时,VOUT是1.012 V。可以选择其他值来最大程度地使用ADC的1.8 V范围。 电阻R4相对较低,是LTC2063输入电容的低阻抗分流器。因此,较大的R1反馈电阻与输入电容之间的相互作用不会起到稳定作用。 构建的电路经过优化之后,用于测试0 mA至35 mA电流、0 V至1.8 V ADC的映射范围。 辐照度计     图3.利用太阳能电池进行短路辐照度测量 图2所示的电路也可以用来测量太阳能电池的短路电流。在短路电流模式下,硅和其他太阳能电池的电流与辐照度呈高度线性关系。短路电流是0 V太阳能电池的电流。图3中的电路并没有保证太阳能电池在最大电流时准确达到0 V;但是,即使在全日光下为20 mA,电压也仅为10 mV。太阳能电池上的10 mV电平在其I-V曲线上实际就是短路。 我们可以以互阻放大器(TIA)作为替代。TIA可以强制让太阳能电池达到0 V,并测量电流。这种电路存在的问题在于,在整个辐照度范围内,都是由运算放大器为太阳能电池提供电流。如果对于远程检测电路,最重要的是最小化功耗,那么由运算放大器为电池提供20 mA是不可行的。 考虑到需要保持近0 V,应使用一个小型检测电阻。对位置遥远、由电池供电的小电压实施检测再次表明,需要采用高精度、低功耗的功率放大器,例如LTC2063。 太阳能装置所需的就是这类物理布局,即需要实施零温度漂移测量的无线Mesh网络。幸运的是,在短路条件下,硅光电二极管随着温度的变化相对稳定。对于环境温度不断变化的大型安装场地而言,采用LTC2063和LTP5901-IPM,再加上硅太阳能电池,所构成的简单且可靠的设计是非常理想的解决方案。     图4.热电偶检测电路 热电偶电压可以是正压也可以是负压。图4所示的电路融合采用微功率基准电压源和微功率放大器来检测极小的正负电压。幸运的是,如果热电偶与被测器件(DUT)电气隔离,则可以置于任何方便的电压域中。图4中的示例使用LT6656-1.25,在1.25 V时偏置热电偶。电路输出是基于1.25 V基准电压源的小热电偶电压的高增益版本。对于这种配置,0 V至1.8 V的ADC范围相当合理。如果不使用零漂移、低失调放大器,则无法实现2000 V/V左右的极高增益。 结论 极低功耗、精准的远程检测绝对是可行的。本文的示例显示,将低功耗、高精度放大器与可编程片上系统无线Mesh节点相结合是相当简单的。

    时间:2019-07-28 关键词: 嵌入式 嵌入式开发 无线mesh网络 热电偶

  • 对树莓派和热电偶的低成本温度测量技术的研究

    Measurement Computing Corp(MCC)在设计与构建用于测量热电偶的精确数据采集设备方面有着悠久的历史。使用热电偶来测量温度是一种较为普遍的方式,原因在于其成本较低、易于使用,且测量范围广。在不可控的环境中,设计一种在树莓派上可精确测量热电偶的设备是十分困难的。本文阐述了在精确测量热电偶过程中遇到的难题,MCC 134 HAT如何完成工作以及MCC 134的用户应如何将测量误差最小化。 MCC 134 热电偶是如何工作的 热电偶是用于测量温度的一种传感器。它通过将温度梯度转化成电势差来工作,这种现象被称为塞贝克效应。热电偶由两种不同的金属线组成,它们的两端相互连接,各自形成一个节点。因为两种金属线在温度梯度上产生不同的电势,所以在电路感应中可测量出电压。通过测量回路中的电压就可得出该电势差值。 在不同类型的热电偶中,金属线的连接情况也不尽相同,因此可在不同的温度范围内测量。例如,J型热电偶由铁与康铜(铜-镍合金)组成,适合在-210℃与1200℃间测量;而T型热电偶由铜与康铜组成,适合在-270℃与400℃间测量。 上述温度梯度是指两个节点之间的温度差 --- 测量点,即我们所关注的热端;参考点,为在测量设备处的冷端。 注:热端指测量端,与该端的温度无关;它的真实温度可能会高于或低于参考点,即冷端温度。 热电偶测量的基本原理 热电偶产生与温度梯度相对应的电压,即热端与冷端之间的电势差。确定热端绝对温度的唯一方式是获取冷端的绝对温度。 虽然较旧的系统依靠冰浴来实现冷端参考温度,但现代热电偶测量设备使用一个或多个传感器测量与其相连的终端(冷端)温度。 热电偶测量的误差来源 热电偶的测量有许多误差来源,包括噪声、线性误差与偏置误差,热电偶本身以及参考端或冷端的温度测量。现代的24位测量设备使用高精度的模数转换器(ADC),并采用设计实践以最小化噪声、线性误差与偏置误差。 热电偶测量误差无法避免,但可以将其最小化。这种误差是由于使用的合金缺陷导致,因为它们在不同批次之间略有不同。某些热电偶本身就有着较小的误差。标准K型与J型热电偶的误差可高达±2.2℃,而T型热电偶的误差最多为±1℃。更加昂贵的热电偶(SLE-特殊误差限制)由质量较好的导线构成,可使这些误差降低一半。 精确测量冷端,即热电偶与设备的连接处,是十分不易的。更加昂贵的仪器,如DT MEASURpoint系列产品,使用一种绝热金属板以保持冷端温度不变,并使得在高精度下的测量更加容易。对于较低成本的设备,绝热金属板过于昂贵。但若没有绝热金属板,是无法测量热电偶与铜制连接器接触点温度的。这导致冷端温度的测量极易受到其附近温度快速改变或功率情况的影响。 MCC 134的设计挑战 为了更好地理解MCC 134的设计挑战,我们需将其与MCC 受欢迎的E-TC系列产品作对比 --- 一种高精度以太网热电偶测量设备。E-TC系列产品的冷端温度由模拟设备ADT7310 IC温度传感器测量。 由于测量环境的可控与稳定,IC传感器在MCC E-TC系列中工作良好。外部塑料盒用以控制气流、电路元件以及在恒定负载下工作的处理器。在E-TC的可控环境下,IC传感器可以出色地精确测量冷端温度。 然而,当第一次用IC 传感器对MCC 134进行设计以测量冷端温度时,精度不够的问题在设备校验过程中尤为突出。IC 传感器不能放置在连接器模块附近,因为树莓派所导致的较大且不可控的温度梯度与外部环境会造成欠佳的测量可重复性。 MCC通过改进的方案重新设计了MCC 134,该方案在保持低成本的同时提供了更好的准确性和可重复性。不同于使用1个IC传感器与1个终端模块,MCC使用2个终端模块与3个热敏电阻对电路板进行了重新设计 --- 每一个热敏电阻都分别放置于终端模块的一侧(如下图所示)。虽然这增加了设计的难度,但即使在处理器的负载与环境温度发生改变的情况下,热敏电阻仍可以更精确地捕获冷端温度的变化。 这种设计方式使测量结果几乎不受树莓派不可控环境的影响。但即使是新式的设计,某些因素也会影响测量精度。但用户可通过减少MCC 134上温度梯度的快速改变以改进测量结果。 MCC 134精确测量热电偶的最佳实践 当在标准的环境下工作时,MCC 134可实现热电偶的精度的最大化。剧烈的温度变化与气流变化会影响结果。多数情况下,MCC 134将完成其典型规格。为了实现最高精度的热电偶读数,MCC有以下实践建议: 降低树莓派处理器上的负载。当运行程序的负载占据了树莓派处理器的4个内核时,其温度会上升至70℃以上。运行仅加载1个内核的程序将在大约20℃的温度下运行。 将环境温度变化值最小化。使MCC 134远离循环往复的热源或冷却源。瞬间的温度变化可能导致误差增加。 提供持续的空气流动,如风扇。稳定的空气流动可以散热并降低误差。 将若干个MCC HATs配置于堆栈中时,将MCC 134放置于树莓派的最远端。由于树莓派是一个不可忽视的热源,因此将MCC 134放置于离其最远的地方将会增加精确度。 结论 热电偶提供了一种低成本且灵活的测量温度的方法,但精确测量热电偶是有难度的。通过创新设计和广泛测试,MCC克服了使用树莓派时,不受控制的环境下精确测量热电偶的挑战。MCC 134 DAQ HAT能够将标准热电偶与快速增长的低成本计算平台的需求配合使用。

    时间:2019-07-23 关键词: 树莓派 技术前沿 低成本温度测量技术方案 热电偶

  • 热电偶冷端温度的数字化实时处理

    在进行温度测量时,测量端置于被测介质中,而冷端温度一般不为0℃,其大小随周围环境温度变化。如果直接按照冷端温度为0℃时的分度表来求得测试温度,势必产生很大误差。 传统的办法,一是使用补偿导线,将冷端延长到远离热源的恒温室。测出冷端温度,根据热电偶中间温度定律,算出对应0℃冷端时的热电势:   其中eAB(T,T0)是实测的热电势,eAB(T0,0)根据冷端温度T0计算或查表所得。据此可算得eAB(T,0),从而可得被测温度T。 二是采用电桥补偿法,在冷端接入补偿电桥,用外加的能随冷端温度变化的补偿电势,来补偿由于冷端温度变化所引起的测试误差。该法可用于冷端温度变化的场合。 由于补偿导线材料或补偿电桥中的温敏元件其热电特性与热电偶的热电特性仅能作某种程度上的近似,因此其补偿范围与补偿精度都不能满足高精度测量的要求。 微机技术的发展,使得冷端温度的数字化实时处理成为可能。笔者利用微控制器和集成温度传感器,对热电偶的冷端温度进行实时修正,使热电偶的测温精度在全范围内达到±0.5℃。本文以K型热电偶为例,介绍该系统的设计方法。 本设计采用89C51作为微控制器,热电偶产生的热电势经过精密运算放大器7650放大后,送四位半双积分AD转换器ICL7135转换为数字量送入89C51。冷端温度的测试采用集成温度传感器DS18B20,该传感器为数字传感器,采用单总线协议,用一根线与计算机连接。硬件结构如图1所示。   (1)测量端温度。5位数字显示,单位℃;(2)冷端温度。4位数字显示,单位℃;(3)热电势eAB(T,T0)经AD转换后得到的数字量。5位数字显示,单位mV。 用显示选择按钮来进行显示选择。指示灯指示当前显示的数字。缺省状态显示测量端温度。 计算机的工作过程如下: 首先通过AD7135,采集热电偶在测量端温度T和冷端温度T?0时产生的热电势数据eAB(T,T0)。其次,由DS18B20测得冷端温度T0,然后,通过软件查询分度表,得到对应的热电势eAB?(T0,0),再根据中间温度定律,算得:   最后根据分度表查得eAB(T,0)对应的温度T。 ICL7135是常用的四位半双积分AD转换器,输出定时波形如图2所示。ICL7135工作时,当R/H脚为“1”,7135处于连续转换状态。每40002个时钟周期完成一次AD转换,以4位二进制形式的BCD码输出(实际上是上次转换的结果)。同时输出各位的位同步选通信号:D5,D4,D3,D2,D1。AD转换结果以动态扫描方式输出。即当选通信号D5=“1”时,BCD输出为万位。当D4=“1”时,BCD输出为千位……,其余类推。数字选通信号STB产生的负脉冲可作为AD转换的结束信号,向微控制器发出中断请求。在中断服务程序中,首先判断最高位的位选信号D5是否有效,若无效则等待。当D5有效后将此时出现在数据线上的4位BCD码读入内存作为万位。接下来再判千位的位选通脉冲D4是否有效,无效等待,有效则读入数据作为千位存内存,其余类推。所有5位数读完以后,中断返回。   冷端温度的测量采用美国DALLAS公司的DS18B20集成传感器。该传感器有如下特点: (1)采用单总线协议,即只要一个接口引脚即可通信。(2)不需要外部元件。(3)可用数据线供电。测量范围从-55℃到+125℃。(4)以9位数字量输出温度数据。(5)数字增量值为0.5℃。(6)转换时间为100ms。(7)具有用户可定义的温度报警设置。 对DS18B20的操作是通过控制命令来进行的。DS18B20有自己的指令集。共有6种控制命令.用户可用这些指令进行有关的读/写操作。DS18B20的温度值有9位,以1/2℃ LSB形式表示。DS18B20内有9个字节的数据暂存存储器,字节0和字节1存放测得的温度值。低字节在前,高字节在后。图3是DS18B20测温程序的流程图。  

    时间:2019-07-22 关键词: 冷端温度 数字化实时处理 热电偶

  • 温度传感器

     生活中,我们会见到很多温度传感器,市场上也有各种各样的温度传感器。然而,温度传感器按不同的方式来分,其类别会有所不同。按照测量方式来分,温度传感器可分为接触式和非接触式。按照原理来分,温度传感器可分为热膨胀式、热电偶式、热电阻式、辐射式等。 设备管理中常用的温度传感器有红外传感器和热电偶传感器。红外传感器用于设备的点巡检测温和某些高温区域的工艺测温。热电偶传感器多用于设备的在线测温,如滑动轴承测温等。 01 红外测温传感器 红外测温传感器是一种利用红外线来测量温度的设备。非接触式红外温度传感器,它的敏感元件与被测对象互不接触,又称非接触式红外测温仪表。 被测物体的红外光由窗口射入光学系统,经分光片、聚光镜和调制盘转换成脉冲光波投射到黑体腔中的红外探测器上,红外探测器的输出信号经运放Al和A2整形和放大后,送入相敏功率放大器,经解调和整流后输出到显示器,显示出相对应的温度。 02 热电偶传感器 热电偶传感器是一种传统的分立式传感器,是工业测量中应用最广泛的一种温度传感器。其工作原理是:根据物理学中的塞贝克效应,即在两种金属的导线构成的回路中,若其接点保持不同的温度,则在回路中产生与此温差相对应的电动势。热电偶结构简单、使用温度范围广、响应快、测量准确、复现性好,用细偶丝还可测微区温度,并且无需电源。它与被测对象直接接触,不受中间介质的影响,具有较高的精确度。它测量范围广,可从-50℃至1600℃进行连续测量,特殊的热电偶如金铁-镍铬,最低可测到-269℃,钨-铼最高可达2800℃。

    时间:2019-07-13 关键词: 传感器 温度 热电偶

  • 基于树莓派和热电偶的低成本温度测量方案

    基于树莓派的热电偶测量HAT模块 使用热电偶来测量温度是一种较为普遍的方式,原因在于其成本较低、易于使用,且测量范围广。Measurement Computing Corp(MCC)在设计与构建用于测量热电偶的精确数据采集设备方面有着悠久的历史。在不可控的环境中,设计一种在树莓派上可精确测量热电偶的设备是十分困难的。本文阐述了在精确测量热电偶过程中遇到的难题,MCC 134 HAT如何完成工作以及MCC 134的用户应如何将测量误差最小化。 热电偶是如何工作的 热电偶是用于测量温度的一种传感器。它通过将温度梯度转化成电势差来工作,这种现象被称为塞贝克效应。热电偶由两种不同的金属线组成,它们的两端相互连接,各自形成一个节点。因为两种金属线在温度梯度上产生不同的电势,所以在电路感应中可测量出电压。通过测量回路中的电压就可得出该电势差值。 在不同类型的热电偶中,金属线的连接情况也不尽相同,因此可在不同的温度范围内测量。例如,J型热电偶由铁与康铜(铜-镍合金)组成,适合在-210℃与1200℃间测量;而T型热电偶由铜与康铜组成,适合在-270℃与400℃间测量。 上述温度梯度是指两个节点之间的温度差 --- 测量点,即我们所关注的热端;参考点,为在测量设备处的冷端。 注:热端指测量端,与该端的温度无关;它的真实温度可能会高于或低于参考点,即冷端温度。 热电偶测量的基本原理 热电偶产生与温度梯度相对应的电压,即热端与冷端之间的电势差。确定热端绝对温度的唯一方式是获取冷端的绝对温度。 虽然较旧的系统依靠冰浴来实现冷端参考温度,但现代热电偶测量设备使用一个或多个传感器测量与其相连的终端(冷端)温度。 热电偶测量的误差来源 热电偶的测量有许多误差来源,包括噪声、线性误差与偏置误差,热电偶本身以及参考端或冷端的温度测量。现代的24位测量设备使用高精度的模数转换器(ADC),并采用设计实践以最小化噪声、线性误差与偏置误差。 热电偶测量误差无法避免,但可以将其最小化。这种误差是由于使用的合金缺陷导致,因为它们在不同批次之间略有不同。某些热电偶本身就有着较小的误差。标准K型与J型热电偶的误差可高达±2.2℃,而T型热电偶的误差最多为±1℃。更加昂贵的热电偶(SLE-特殊误差限制)由质量较好的导线构成,可使这些误差降低一半。 精确测量冷端,即热电偶与设备的连接处,是十分不易的。更加昂贵的仪器,如DT MEASURpoint系列产品,使用一种绝热金属板以保持冷端温度不变,并使得在高精度下的测量更加容易。对于较低成本的设备,绝热金属板过于昂贵。但若没有绝热金属板,是无法测量热电偶与铜制连接器接触点温度的。这导致冷端温度的测量极易受到其附近温度快速改变或功率情况的影响。 MCC 134的设计挑战 为了更好地理解MCC 134的设计挑战,我们需将其与MCC 受欢迎的E-TC系列产品作对比 --- 一种高精度以太网热电偶测量设备。E-TC系列产品的冷端温度由模拟设备ADT7310 IC温度传感器测量。 由于测量环境的可控与稳定,IC传感器在MCC E-TC系列中工作良好。外部塑料盒用以控制气流、电路元件以及在恒定负载下工作的处理器。在E-TC的可控环境下,IC传感器可以出色地精确测量冷端温度。 然而,当第一次用IC 传感器对MCC 134进行设计以测量冷端温度时,精度不够的问题在设备校验过程中尤为突出。IC 传感器不能放置在连接器模块附近,因为树莓派所导致的较大且不可控的温度梯度与外部环境会造成欠佳的测量可重复性。 MCC通过改进的方案重新设计了MCC 134,该方案在保持低成本的同时提供了更好的准确性和可重复性。不同于使用1个IC传感器与1个终端模块,MCC使用2个终端模块与3个热敏电阻对电路板进行了重新设计 --- 每一个热敏电阻都分别放置于终端模块的一侧(如下图所示)。虽然这增加了设计的难度,但即使在处理器的负载与环境温度发生改变的情况下,热敏电阻仍可以更精确地捕获冷端温度的变化。 这种设计方式使测量结果几乎不受树莓派不可控环境的影响。但即使是新式的设计,某些因素也会影响测量精度。但用户可通过减少MCC 134上温度梯度的快速改变以改进测量结果。 MCC 134精确测量热电偶的最佳实践 当在标准的环境下工作时,MCC 134可实现热电偶的精度的最大化。剧烈的温度变化与气流变化会影响结果。多数情况下,MCC 134将完成其典型规格。为了实现最高精度的热电偶读数,MCC有以下实践建议: 降低树莓派处理器上的负载。当运行程序的负载占据了树莓派处理器的4个内核时,其温度会上升至70℃以上。运行仅加载1个内核的程序将在大约20℃的温度下运行。 将环境温度变化值最小化。使MCC 134远离循环往复的热源或冷却源。瞬间的温度变化可能导致误差增加。 提供持续的空气流动,如风扇。稳定的空气流动可以散热并降低误差。 将若干个MCC HATs配置于堆栈中时,将MCC 134放置于树莓派的最远端。由于树莓派是一个不可忽视的热源,因此将MCC 134放置于离其最远的地方将会增加精确度。 结论 热电偶提供了一种低成本且灵活的测量温度的方法,但精确测量热电偶是有难度的。通过创新设计和广泛测试,MCC克服了使用树莓派时,不受控制的环境下精确测量热电偶的挑战。MCC 134 DAQ HAT能够将标准热电偶与快速增长的低成本计算平台的需求配合使用。

    时间:2019-07-12 关键词: 传感器 电源技术解析 e-tc 热电偶

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