非接触式温度传感器的敏感元件与被测对象互不接触,又称非接触式测温仪表。这种仪表可用来测量运动物体、小目标和热容量小或温度变化迅速(瞬变)对象的表面温度,也可用于测量温度场的温度分布。最常用的非接触式测温仪表基于黑体辐射的基本定律,称为辐射测温仪表。
挑选方法
如果要进行可靠的温度测量,首先就需要选择正确的温度仪表,也就是温度传感器。其中热电偶、热敏电阻、铂电阻(RTD)和温度IC都是测试中最常用的温度传感器。以下是对热电偶和热敏电阻两种温度仪表的特点介绍。
- 热电偶
热电偶是温度测量中最常用的温度传感器。其主要好处是宽温度范围和适应各种大气环境,而且结实、价低,无需供电,也是最便宜的。热电偶由在一端连接的两条不同金属线(金属A和金属B)构成,当热电偶一端受热时,热电偶电路中就有电势差。可用测量的电势差来计算温度。不过,电压和温度间是非线性关系,温度由于电压和温度是非线性关系,因此需要为参考温度(Tref)作第二次测量,并利用测试设备软件或硬件在仪器内部处理电压-温度变换,以最终获得热偶温度(Tx)。Agilent34970A和34980A数据采集器均有内置的测量了运算能力。
简而言之,热电偶是最简单和最通用的温度传感器,但热电偶并不适合高精度的的测量和应用。
- 热敏电阻
热敏电阻是用半导体材料, 大多为负温度系数,即阻值随温度增加而降低。温度变化会造成大的阻值改变,因此它是最灵敏的温度传感器。但热敏电阻的线性度极差,并且与生产工艺有很大关系。制造商给不出标准化的热敏电阻曲线。热敏电阻体积非常小,对温度变化的响应也快。但热敏电阻需要使用电流源,小尺寸也使它对自热误差极为敏感。
热敏电阻在两条线上测量的是绝对温度, 有较好的精度,但它比热偶贵, 可测温度范围也小于热偶。一种常用热敏电阻在25℃时的阻值为5kΩ,每1℃的温度改变造成200Ω的电阻变化。注意10Ω的引线电阻仅造成可忽略的 0.05℃误差。它非常适合需要进行快速和灵敏温度测量的电流控制应用。尺寸小对于有空间要求的应用是有利的,但必须注意防止自热误差。
热敏电阻还有其自身的测量技巧。热敏电阻体积小是优点,它能很快稳定,不会造成热负载。不过也因此很不结实,大电流会造成自热。由于热敏电阻是一种电阻性器件,任何电流源都会在其上因功率而造成发热。功率等于电流平方与电阻的积。因此要使用小的电流源。如果热敏电阻暴露在高热中,将导致永久性的损坏。
选用注意
- 被测对象的温度是否需记录、报警和自动控制,是否需要远距离测量和传送;
- 测温范围的大小和精度要求;
- 测温元件大小是否适当;
- 在被测对象温度随时间变化的场合,测温元件的滞后能否适应测温要求;
- 被测对象的环境条件对测温元件是否有损害;
- 价格如保,使用是否方便。
检定装置
温度传感器检定规程:
- 《JJG229-2010工业铂、铜热电阻检定规程》
- 《JJG833-2007标准组铂铑10-铂热电偶检定规程》
- 《JJG141-2000工作用贵金属热电偶检定规程》
- 《JJG351-1996工作用廉金属热电偶检定规程》
- 《JJG368-2000工作用铜-铜镍热电偶检定规程》
温度传感器检定装置功能和特点:
- 检定K、E、J、N、B、S、R、T等多种型号的工作用热电偶;
- 检定Pt100、Pt10、Cu50、Cu100等各种工作用热电阻,玻璃液体温度计、压力式温度计、双金属温度计;
- 多路低电势自动转换开关,寄生电势≤0.4μV;
- 控制1-4台高温炉;
- 温场测试:可进行检定炉、油槽、水槽、低温恒温槽的温场测试;
- 线制转换:可进行二线制、三线制、四线制电阻检定;
- 软件具有比对实验、重复性实验、温场实验等相关实验功能;
- 在Windows2000/XP以上平台,全中文界面,标准Windows操作系统,方便快捷。