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  • 新型温度传感器的研究现状及其发展

    作者:肖季春 来源:沈阳市传感技术研究所 时间:2011-12-11 00:15 阅读:1792 [投稿]
    温度是一个基本的物理现象,它是生产过程中应用最普通、最重要的工艺参数,无论是工农业生产,还是科学研究和国防现代化,都离不开温度测量及温度传感器。它是现代测试和工业过程控制中应用频率最高的传感器之一。然 ..
    分度与灵敏度 热敏电缆的分度与普通热电偶相近,由于连续热电偶的“临时”热接点不是紧密连接,热接点之外两电极间也并非完全绝缘,所以热敏电缆的输出热电势与同种热电偶相比稍有降低,换算成温度大约相差十几摄氏度,这对于火警预报来说是可以接受的。
    响应时间 取决于单位长度热敏电缆的热容量,而热容量又是由材质与质量决定的,所以减少连续热电偶横截面的尺寸,能有效地缩短响应时间。
    弯曲半径 除和热敏电缆组成材料的性能和质量有关外,还与隔离材料的密实程度有关。一般弯曲半径为热敏电缆外径的10~20倍。
    石英温度计
    随着生产及科学技术的发展,各部门对温度测量与控制的要求越来越高,尤其对高精度、高分辨率温度传感器的需求越来越强烈,普通的传感器难以满足要求。
    石英温度计的特性
    高分辨率 分辨率达0.001~0.0001℃。 
    高精度 在-50℃~120℃范围内,精度为±0.05℃。普通温度计的精度为±0.1℃。 
    误差小 热滞后误差小,响应时间为1s,可以忽略。 
    性能稳定 它是频率输出型传感器,故不受放大器漂移和电源波动的影响,即使将传感器远距离(如1500m)设置也不受影响,但是抗强冲击性能较差。
    石英温度计的应用
    石英温度计既可用于高精度、高分辨率的温度测量,又可作为标准温度计进行量值传递,也可以在现场稳态温度场合下进行精密测温或用于恒温槽的精密控温,还可用作远距离多点温度测量等。
    声学温度计
    声学测温技术具有测温原理简单、非接触、测温范围宽(0~1900℃)、可在线测量等优点,现已应用于发电厂、垃圾焚 烧炉、水泥回转窑等工业过程的温度测量和控制。
    利用超声波测量气体温度
    利用测量超声波在气体中传播速度因温度不同而变化的温度计称为超声波温度计。用超声波测量气体温度具有响应速度快、不受外壁热辐射影响等优点。测量对象十分广泛,从滚梯上方气体的平均温度,到内燃机混合气体爆炸燃烧时的温度测量等。
    超声波测量气体温度的工作原理与声学测温相同,声速的测量方法有两种:
    脉冲法测量 如果扬声器与收音器间的距离为l,传播的时间为τ,则可依据u=l/τ,求得u。当测量场所有风时,若直接测量声速将产生误差。在这种情况下,将扬声器与收音器交换测量,选用两者的平均速度更为准确。
    共振法测量 利用共振频率f=u/l可求得u。
    固体超声波温度计
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