温度传感器设计电路的优点及缺点

在大多数的工业用测量控制监测体系中,温度测量传感电路的设计都是一个重要的组成部分。它广泛应用于很多特定的环境控制处理计算中。一些最常见的传感器可以用于测量绝对温度或者温度变化,例如是电阻式的温度检测器(RTD)、二极管传感器、热敏电阻传感器以及热电偶传感器等等。
在这篇文章中,我们将介绍使用这些传感器进行精密温度测量电路设计的要点。温度传感电路设计包括:正确选择合适的温度感应器以及必要的信号调节器和数字化器件产品,以便更有效地、更准确地测量温度数值。
在我们介绍温度测量系统之前,我们先来看看常见的传统温度传感器设计电路的优点及缺点。
传统热电偶传感器设计电路
热电偶传感器工作的原理是当温度不同时,两种不同成分的金属的接合点之间产生电压(或称为电动势)。一个热偶由两种不同的金属端连接而成,相连的其中一端被称为热端。另一端则被称为冷端,共同连接到温度测试电路。热端与冷端之间由于温差的差异而导致产生电动势。这种电动势可以用测量电路测量得到。图1显示的是一个基本的热电偶传感器电路。
热电偶传感器产生的实际电压取决于相对温度之差以及被用于组成热电偶传感器的不同的金属类型。热电偶的灵敏度和温度测量范围同样与所使用的两种金属有很大关系。在市面上有许多类型的热电偶传感器出售,它们可以根据所使用的不同金属冷热端来区分:例如,B型(铂/铑)、J型(铁/镍铜合金)、和K型(镍铬合金/铝镍合金)。大家可以根据实际应用场合选择合适的热电偶传感器器件。
热电偶传感器的主要优势是他们的鲁棒性(在异常和危险情况下系统恢复正常运转的特性)、宽温范围(零下270摄氏度到零上3000摄氏度)、响应快、封装种类多、成本较低。而它们的局限主要是精度较低和噪声较大。
电阻式温度检测传感器设计电路
电阻式温度检测传感器(RTD)的工作原理是:由于每种金属在不同温度下具有特定的和独特的电阻率特性,所以当温度变化时检测金属电阻的变化,从而得到温度测量数值。金属的电阻是和它自己的长度成正比、和截面积成反比的。这个比例数值取决于传感器本身金属材质的电阻率大小。


用户喜欢...