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        溫濕度傳感器 首頁 > 溫濕度傳感器

        溫濕度傳感器是指能將溫度量和濕度量轉換成容易被測量處理的電信號的設備或裝置。 市場上的溫濕度傳感器一般是測量溫度量和相對濕度量。

        溫度傳感器的種類

        溫度傳感器按檢測方法有接觸與非接觸式

        接觸式溫度傳感器

        接觸式溫度傳感器的檢測部分與被測對象有良好的接觸,又稱溫度計。

        溫度計通過傳導或對流達到熱平衡,從而使溫度計的示值能直接表示被測對象的溫度。

        一般測量精度較高。在一定的測溫范圍內,溫度計也可測量物體內部的溫度分布。但對于運動體、小目標或熱容量很小的對象則會產生較大的測量誤差,常用的溫度計有雙金屬溫度計、玻璃液體溫度計、壓力式溫度計、電阻溫度計、熱敏電阻和溫差電偶等。

        它們廣泛應用于工業、農業、商業等部門。在日常生活中人們也常常使用這些溫度計。

        非接觸式溫度傳感器

        它的敏感元件與被測對象互不接觸,又稱非接觸式測溫儀表。這種儀表可用來測量運動物體、小目標和熱容量小或溫度變化迅速(瞬變)對象的表面溫度,也可用于測量溫度場的溫度分布。

        最常用的非接觸式測溫儀表基于黑體輻射的基本定律,稱為輻射測溫儀表。

        輻射測溫法包括亮度法(見光學高溫計)、輻射法(見輻射高溫計)和比色法(見比色溫度計)。

        各類輻射測溫方法只能測出對應的光度溫度、輻射溫度或比色溫度。只有對黑體(吸收全部輻射并不反射光的物體)所測溫度才是真實溫度。如欲測定物體的真實溫度,則必須進行材料表面發射率的修正。而材料表面發射率不僅取決于溫度和波長,而且還與表面狀態、涂膜和微觀組織等有關,因此很難精確測量。

        在自動化生產中往往需要利用輻射測溫法來測量或控制某些物體的表面溫度,如冶金中的鋼帶軋制溫度、軋輥溫度、鍛件溫度和各種熔融金屬在冶煉爐或坩堝中的溫度。

        非接觸測溫優點:測量上限不受感溫元件耐溫程度的限制,因而對最高可測溫度原則上沒有限制。對于1800℃以上的高溫,主要采用非接觸測溫方法。隨著紅外技術的發展,輻射測溫 逐漸由可見光向紅外線擴展,700℃以下直至常溫都已采用,且分辨率很高。

        按工作原理有下列形式的溫度傳感器:

        金屬膨脹原理設計的傳感器

        金屬在環境溫度變化后會產生一個相應的延伸,因此傳感器可以以不同方式對這種反應進行信號轉換。

        雙金屬片式傳感器

        雙金屬片由兩片不同膨脹系數的金屬貼在一起而組成,隨著溫度變化,材料A比另外一種金屬膨脹程度要高,引起金屬片彎曲。彎曲的曲率可以轉換成一個輸出信號。

        雙金屬桿和金屬管傳感器

        隨著溫度升高,金屬管(材料A)長度增加,而不膨脹鋼桿(金屬B)的長度并不增加,這樣由于位置的改變,金屬管的線性膨脹就可以進行傳遞。反過來,這種線性膨脹可以轉換成一個輸出信號。

        液體和氣體的變形曲線設計的傳感器

        在溫度變化時,液體和氣體同樣會相應產生體積的變化。

        多種類型的結構可以把這種膨脹的變化轉換成位置的變化,這樣產生位置的變化輸出(電位計、感應偏差、擋流板等等)。

        熱敏電阻溫度傳感器

        熱敏電阻是用半導體材料, 大多為負溫度系數,即阻值隨溫度增加而降低。

        溫度變化會造成大的阻值改變,因此它是最靈敏的溫度傳感器。但熱敏電阻的線性度極差,并且與生產工藝有很大關系。制造商給不出標準化的熱敏電阻曲線。

        熱敏電阻體積非常小,對溫度變化的響應也快。但熱敏電阻需要使用電流源,小尺寸也使它對自熱誤差極為敏感。

        熱敏電阻在兩條線上測量的是絕對溫度, 有較好的精度,但它比熱偶貴, 可測溫度范圍也小于熱偶。它非常適合需要進行快速和靈敏溫度測量的電流控制應用。尺寸小對于有空間要求的應用是有利的,但必須注意防止自熱誤差。

        熱敏電阻還有其自身的測量技巧。熱敏電阻體積小是優點,它能很快穩定,不會造成熱負載。不過也因此很不結實,大電流會造成自熱。由于熱敏電阻是一種電阻性器件,任何電流源都會在其上因功率而造成發熱。因此要使用小的電流源。如果熱敏電阻暴露在高熱中,將導致永久性的損壞。

        熱電偶溫度傳感器

        熱電偶由兩個不同材料的金屬線組成,在末端焊接在一起。當熱電偶一端受熱時,熱電偶電路中就有電勢差??捎脺y量的電勢差來計算溫度。由于它必須有兩種不同材質的導體,所以稱之為熱電偶。不同材質做出的熱電偶使用于不同的溫度范圍,它們的靈敏度也各不相同。熱電偶的靈敏度是指加熱點溫度變化1℃時,輸出電位差的變化量。對于大多數金屬材料支撐的熱電偶而言,這個數值大約在5~40微伏/℃之間。

        由于熱電偶溫度傳感器的靈敏度與材料的粗細無關,用非常細的材料也能夠做成溫度傳感器。也由于制作熱電偶的金屬材料具有很好的延展性,這種細微的測溫元件有極高的響應速度,可以測量快速變化的過程。

        熱電偶是溫度測量中最常用的溫度傳感器。其主要好處是寬溫度范圍和適應各種大氣環境,而且結實、價低,無需供電,也是最便宜的。熱電偶是最簡單和最通用的溫度傳感器,但熱電偶并不適合高精度的的測量和應用。

        濕度傳感器的種類

        濕度傳感器的濕敏元件分為 電阻式 和 電容式 兩種。

        濕敏電阻的特點是在基片上覆蓋一層用感濕材料制成的膜,當空氣中的水蒸氣吸附在感濕膜上時,元件的電阻率和電阻值都發生變化,利用這一特性即可測量濕度。

        濕敏電容一般是用高分子薄膜電容制成的,常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亞胺、酪酸醋酸纖維等。當環境濕度發生改變時,濕敏電容的介電常數發生變化,使其電容量也發生變化,其電容變化量與相對濕度成正比。

        常見的濕度測量方法有:動態法(雙壓法、雙溫法、分流法),靜態法(飽和鹽法、硫酸法),露點法,干濕球法和形形色色的電子式傳感器法。

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