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          [檢測儀器] 染整設備常用溫度傳感器的選擇和使用(徐明、陳若陽)

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          樓主
          發表于 2015-6-18 18:37:01 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式
          溫度是染整工藝過程中的關鍵指標。它的檢測控制不僅能夠提高產品質量,代替人力資源,還有利于能源的節約。實現溫度在線檢測,選擇適合的溫度傳感器十分重要。目前,市場上常用的溫度傳感器包括熱電偶、電阻式溫度探測器(RTD)、熱敏電阻以及最新的集成硅傳感技術。
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          熱電偶是由兩根一端焊接在一起的不同金屬導線構成的,參考點(也稱為冷端補償點)處的溫度用于補償由鐵-銅結點和康銅-銅結點產生的誤差。熱電偶兩種金屬的連接點被放置到需要進行溫度測量的目標板上。這種配置方式會在兩根導線的非焊接端之間產生與所有結點的溫度存在函數關系的電壓。. }% L) g5 V$ T# J7 _4 v% l( `/ n
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          熱電偶通常成本低、耐用性好,并且具有比其他溫度傳感器更小的體積,但是彎曲、延伸或擠壓使材料承受的任何應力都會使溫度梯度特性改變。從不利因素方面看,此類溫度傳感器具有非常低的輸出信號,這就給后續的信號調理電路提出更多的要求。由于具有寬溫度范圍、堅固耐用和價格低廉等優點,熱電偶常常是被選擇的對象。但其在系統中很難實現較高的精度和較好的線性度,因此在要求高精度的場合中,其他溫度傳感器可能是更好的選擇。! B: p1 s/ V1 S/ h
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          RTD(電阻式溫度探測器)是一種由鉑、鎳或銅等金屬材料構成的阻性元件。根據選定的金屬,就可以預測出其阻值隨溫度的變化量。鉑的電阻率比其他任何金屬都高,所以使用這種材料制成的元件的物理尺寸更小。這一點使其在關心空間的應用中占有優勢,此外它還具有較好的溫度響應。而且鉑材料受環境污染的影響較小,銅卻很容易被腐蝕,造成長期的穩定性問題。在所有由不同材料構建的類型中,鉑RTD最適合絕對精度和可重復性至關重要的精密應用。
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          如需提高監控精度,則可選擇熱敏電阻作為溫度傳感器。熱敏電阻分為NTC和PTC兩種。NTC(負溫度系數)熱敏電阻由陶瓷與過渡金屬(錳、鈷、銅和鎳)氧化物組合而成,采用電流激勵,具有負溫度系數,并且重復性和線性度都很好。這些與溫度有關的半導體電阻可在-80~450攝氏度的范圍內工作,在采用合適封裝的情況下,其電阻會隨溫度變化持續改變。熱敏電阻的阻值隨溫度的變化程度要大于RTD,因此在系統中具有較好的靈敏度。6 J: O7 j! J; f% G
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          集成電路溫度傳感器為解決溫度測量問題提供了另一種選擇。集成電路硅溫度傳感器具有便于用戶識別的輸出格式,便于安裝到PCB裝配環境中的優點。作為一種集成電路,硅溫度傳感器可以將其他集成電路方便地在同一塊硅片上實現,這一優點可允許將傳感器信號調理電路中最具挑戰性的部分放在IC芯片內部。因此,來自傳感器的輸出信號,比如大電壓信號、電流或數字信號,能夠很容易的與電路中的其他元件進行接口。% Y1 z6 t" h8 _  l
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