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閱讀：530發(fā)布時(shí)間：2017-11-1
溫度傳感器分類：鉑電阻，熱電偶，NTC，DS18B20
鉑電阻：
應(yīng)用行業(yè)：
制冷采暖:空調(diào)、冰箱、冷庫、冷凝器、冷水機(jī)、冷熱交換機(jī)、模溫機(jī)、冷熱一體機(jī)、熱水器、冷凍車、加熱器、烤箱等等凡是跟溫度相關(guān)的。
食品加工：食品生產(chǎn)過程中很多需要有溫度控制的地方，包括食品的封裝、保存都會(huì)用到。
風(fēng)電行業(yè)：主要用在發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、齒輪上防止其運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)溫度過高造成設(shè)備的損壞。
石油化工：石油化工業(yè)行的產(chǎn)品需要低溫高壓用來保存和運(yùn)輸，一般用在罐體上。
試驗(yàn)設(shè)備：檢測儀器，分析儀器，測量儀器，用量不多，但對精度、穩(wěn)定性方面要求比較高。
測溫原理：基于導(dǎo)體和半導(dǎo)體電阻隨溫度變化而變化的特性而工作的。
Pt100:當(dāng)溫度為0°C時(shí)，芯片電阻為100Ω；當(dāng)溫度為100°C時(shí)，芯片電阻為138.5Ω。
Pt1000: 當(dāng)溫度為0°C時(shí)，芯片電阻為1000Ω；當(dāng)溫度為100°C時(shí)，芯片電阻為1385Ω。溫度每升高1°C電阻的變化率為α=0.003851
精度等級：
AA---------△t=±（0.10+0.0015|t|）°C（國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)）
1/3B------△t=±（0.10+0.0017|t|）°C（工業(yè)自定義標(biāo)準(zhǔn)）
A----------△t=±（0.15+0.002|t|）°C
B----------△t=±（0.30+0.005|t|）°C（常用精度等級）
（注：這里是芯片能達(dá)到的測量精度，實(shí)際精度還要收保護(hù)管材質(zhì)，導(dǎo)熱硅脂的性能，連接導(dǎo)線長度，導(dǎo)線連接的方式，測量環(huán)境的影響）
導(dǎo)線種類：
PVC導(dǎo)線測溫范圍-5到105°C，特點(diǎn)：價(jià)格低，硬度大，電絕緣性佳，耐化學(xué)腐蝕性好。
硅膠導(dǎo)線測溫范圍-50到180°C，特點(diǎn)：吸附性好，熱穩(wěn)定性好，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。
聚四氟乙烯測溫范圍-50到260°C，特點(diǎn)：抗各種有機(jī)溶劑，耐高溫，摩擦系數(shù)低。
玻璃纖維測溫范圍-50到400°C，特點(diǎn)：絕緣性好，耐熱性強(qiáng)，抗腐蝕性好，機(jī)械強(qiáng)度高。
封裝方式：
導(dǎo)線式：
灌膠：適用于100度以內(nèi)低溫段，NTC熱敏電阻多采用這種封裝方式。
滾壓：用于100-300度高溫段，一般用于鉑電阻Pt100的封裝。
接線盒式：可封裝變送器在里面。
防水措施：
1.滾壓 2.灌膠 3.套熱縮管
保護(hù)管內(nèi)填充物（熱界面材料）:
導(dǎo)熱硅膠（導(dǎo)熱膏）：膠體狀態(tài)，導(dǎo)熱系數(shù)較高，可以涂抹的很薄，填縫性能好，成本低。
氧化鎂粉：導(dǎo)熱性比硅脂要高，1100°C內(nèi)具有良好的絕緣性，高溫下對管材無腐蝕性，具有一定的防潮性，成本較高。
藍(lán)膠：密封性好，易剝離，無殘?jiān)褂脡勖L，成本高。
鉑電阻引線的三種主要方式：
二線制：芯片兩個(gè)引腳各接一根導(dǎo)線來引出電阻信號，但由于導(dǎo)線本身存在電阻，電阻的大小與導(dǎo)線的材質(zhì)和長度有關(guān)，因此只適用于對測量精度要求比較低的場合。
三線制：芯片一段引出一根導(dǎo)線，另一端引出兩根導(dǎo)線，多出的導(dǎo)線就是溫度補(bǔ)償線，一般跟電橋搭配使用。接線一根接到電橋的電源端，其余兩根接到電阻所在的橋臂及其相鄰的橋臂上。可以消除絕大部分導(dǎo)線電阻的影響，這種連接方式工業(yè)過程控制中zui為常用。
四線制：芯片兩端各接兩根導(dǎo)線。其中兩根為熱電阻提供恒定電流，把芯片電阻信號轉(zhuǎn)化為電壓信號，另外兩根導(dǎo)線把電壓信號引至二次儀表，這種連接方式可以*消除導(dǎo)線電阻的影響，主要用于高精度的溫度檢測。
保護(hù)管材質(zhì)：不銹鋼304（蓋式不銹鋼），不銹鋼316（奧式體不銹鋼）
304和316的區(qū)別：316比304多添加了金屬鉏，316的耐腐蝕性和耐熱性比304好很多，316的價(jià)格為304的兩倍。
不銹鋼的優(yōu)點(diǎn)：
化學(xué)性能：耐化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕性能在鋼材里面是的，僅次于鈦合金。
物理性能：耐熱、耐高溫、還耐低溫甚至于耐超低溫。
力學(xué)性能：具有較高的強(qiáng)度和硬度，耐磨性好，塑性好，耐氧化。
2.熱電偶
應(yīng)用行業(yè)：應(yīng)用領(lǐng)域和鉑電阻差不多，但更適用于對精度要求不高、對溫度要求較高的場合，比如鍋爐，工業(yè)上的高溫爐，烤箱等。
測溫原理：兩種不同材質(zhì)的金屬連接到一起時(shí)，會(huì)有電荷的移動(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生電動(dòng)勢，電動(dòng)勢的大小隨溫度的變化而變化，這就是熱電效應(yīng)。
熱電偶的分類：
熱電偶按IEC標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，并S、B、E、K、R、J、T七種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶為我國統(tǒng)一設(shè)計(jì)型熱電偶。
1. S型熱電偶（鉑熱電偶）：長期使用zui高溫1300°C，短期1600°C。
優(yōu)點(diǎn)：準(zhǔn)確的高，穩(wěn)定性好，測溫溫區(qū)寬，使用壽命長。抗氧化性好，適用于氧化性和惰性氣體中。
缺點(diǎn)：熱電動(dòng)勢較小，靈敏度低，高溫下機(jī)械強(qiáng)度下降，對污染非常敏感，價(jià)格較高。
2. R型熱電偶（鉑熱電偶）：長期1300°C，短期1600°C。
R型與S型各項(xiàng)性能相當(dāng)，穩(wěn)定性和復(fù)現(xiàn)性比S要好，一般國內(nèi)測溫很少采用。
3. B型熱電偶（鉑銠熱電偶）：長期1600°C，短期1800°C。
相對于S型可短期用于真空中，不適用于還原性或含有金屬或非金屬蒸汽氣氛中。
4. K型熱電偶（鎳硅熱電偶）：溫度范圍0°C到1000°C
優(yōu)點(diǎn)：線性度好，熱電動(dòng)勢大，靈敏度高，穩(wěn)定性和均勻性好，抗氧化性強(qiáng)，價(jià)格便宜，適用于氧化性和惰性氣氛中。是目前使用量zui大的金屬熱電偶。
缺點(diǎn)：不能適用于弱氧化、還原性氣氛和真空中。
5. N型熱電偶（鎳硅熱電偶）：溫度范圍-200°C到1300°C
N型為非國家標(biāo)準(zhǔn)型熱電偶，工業(yè)上也比較常用。與K型各項(xiàng)性能相同，但克服了K型在300---500°C以及800°C左右電動(dòng)勢不穩(wěn)定的缺點(diǎn)，綜合性能優(yōu)于K。
6. E型熱電偶（銅鎳熱電偶）：溫度范圍-200°C到900°C
優(yōu)點(diǎn)：熱電動(dòng)勢大，靈敏度高，適用于測量微小溫度變化；對溫濕度腐蝕不靈敏，適用于溫濕度較高的環(huán)境。還有穩(wěn)定性好，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。
7. J型熱電偶（銅鎳熱電偶）：溫度范圍0°C到750°C
J型與K型各項(xiàng)性能相當(dāng)，但測溫范圍小。
8. T型熱電偶（銅鎳熱電偶）：溫度范圍-200°C到350°C
性能與K型相似，但特別適用于低溫段。
缺點(diǎn)：高溫下抗氧化性較差，適用溫度上限受到限制。
熱電偶與熱電阻的區(qū)別：
1. 熱電偶用于測量的溫度較高：熱電偶-200°C到1800°C；熱電阻-200°C到400°C。
2. 熱電偶測溫的基本原理是熱電效應(yīng)，熱電阻是基于導(dǎo)體和半導(dǎo)體電阻隨溫度變化的特性而工作的。
3. 熱電阻的精度比熱電偶要高。
4. 熱電偶測量一般指“點(diǎn)”溫，熱電阻測量一般指空間內(nèi)平均溫度。
3.DS18B20：
測溫原理：由封裝好的一段電路來測溫，里面寫有程序編碼。輸出三根引線，一根接地，一根正極，一根數(shù)據(jù)線，可直接接單片機(jī)。
接線方式：面對扁平的那一面，左負(fù)右正。接反的話有可能會(huì)燒毀，接反也是該傳感器總是顯示85°C的原因。
優(yōu)點(diǎn)：體積小、價(jià)錢低、抗*力強(qiáng)、精度高，可直接接單片機(jī)，便于反饋控制。
缺點(diǎn)：測量溫度范圍較窄-50°C到125°C，使用壽命和精度相對于鉑電阻較低。
4. 傳感器與變送器：
傳感器：將檢測到的信息轉(zhuǎn)換成電信號或其他所需信號的監(jiān)測裝置。
變送器：把傳感器輸出信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭杀豢刂破髯R(shí)別的信號轉(zhuǎn)換器。
Pt100是，將溫度信號轉(zhuǎn)換為電阻信號或電壓信號，如果要外接的二次儀表只能識(shí)別4-20mA電流信號，這時(shí)就需要用到溫度變送器來轉(zhuǎn)換。
5. Pt100的外接方式：
主要有三種外接方式：二次儀表，單片機(jī)，電腦。
1. 二次儀表：現(xiàn)在新型的二次儀表很多可以直接接收Pt100電阻信號，正常需要連接一個(gè)4-20mA變送器把電阻信號轉(zhuǎn)換為電信號輸入到二次儀表中用來顯示和控制。
2. 接單片機(jī)：把Pt100輸出電阻信號通過電壓變松轉(zhuǎn)換為0-10V電壓信號，再接一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)成數(shù)字信號，接到單片機(jī)的對應(yīng)接口用來顯示和控制。DS18B20數(shù)字信號可以直接接單片，所以要用單片機(jī)控制的時(shí)候一般會(huì)選取18B20而不會(huì)選取Pt100.
注：A/D轉(zhuǎn)換器：把模擬信號（一般為電壓信號）轉(zhuǎn)換為單片機(jī)可識(shí)別的數(shù)字信號。D/A轉(zhuǎn)換器：把單片機(jī)輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換為模電信號。電壓信號的特點(diǎn)是便于遠(yuǎn)距離傳輸，其他信號在遠(yuǎn)距離傳輸?shù)那闆r下都會(huì)有不同程度的損耗。
3. 接電腦：把Pt100輸出的電阻信號通過熱電阻信號采集模塊（Pt100轉(zhuǎn)485模塊）轉(zhuǎn)化成485輸出直接連接電腦，電腦上要有相應(yīng)的組態(tài)軟件才能讀出示數(shù)。需要232輸出的話可采用相同的方法。
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