Классификация датчиков температуры

Датчики температуры используются в автомобилях, бытовой электронике, бытовой технике и других товарах. По характеристикам чувствительных элементов температуры их в основном разделяют на термисторы, термопары и термометры сопротивления, как показано на рисунке 1. Диапазон температур их измерения, точность измерения и стоимость различаются.

Во-первых, краткая таблица сравнения термисторов, термопар и резистивных датчиков температуры.

Благодаря приведенному выше сравнению каждый может просто понять различия между несколькими решениями для измерения температуры, и эти различия также определяют различные сценарии применения. Термопары и термометры сопротивления имеют широкий диапазон измерения температуры и сложны в использовании, поэтому их применение в основном ограничивается промышленным применением. Термисторы NTC широко используются из-за их низкой стоимости и относительно простоты использования.Например, температура воды, температура масла, температура на впуске двигателя, температура цилиндров и температура выхлопных газов в автомобилях — все это среды применения NTC.

Термистор

Термистор — это сенсорный резистор, значение сопротивления которого меняется в зависимости от температуры. В зависимости от температурного коэффициента он делится на термистор с положительным температурным коэффициентом (термистор PTC) и термистор с отрицательным температурным коэффициентом (термистор NTC). Значение сопротивления термистора PTC увеличивается с увеличением температуры, тогда как значение сопротивления термистора NTC уменьшается с увеличением температуры. Оба они являются полупроводниковыми приборами. Большинство термисторов имеют отрицательный температурный коэффициент, а некоторые имеют положительный температурный коэффициент. Термисторы обычно изготавливаются из керамических материалов, таких как оксиды никеля, марганца или кобальта, покрытых стеклом, что делает их очень легко повредить. По сравнению с типами мгновенного действия, их основными преимуществами являются скорость реакции на любые изменения температуры, точность и повторяемость, как показано на рисунке 2.

Основные особенности:

①Высокая чувствительность: температурный коэффициент сопротивления в 10–100 раз выше, чем у металла, и может обнаруживать изменения температуры на 10–6 ℃;

②Широкий диапазон рабочих температур: устройства с нормальной температурой подходят для температур от -55 ℃ до 315 ℃, устройства с высокой температурой подходят для температур выше 315 ℃ (в настоящее время до 2000 ℃), а устройства с низкой температурой подходят для температур от -273 ℃ до -55. ℃;

③ Малый размер, возможность измерения температуры щелей, полостей и кровеносных сосудов в организмах, которую не могут измерить другие термометры;

④ Простота в использовании, значение сопротивления можно произвольно выбирать от 0,1 до 100 кОм;

⑤ Легко обрабатывается в сложные формы и может производиться серийно;

⑥ Хорошая стабильность и высокая перегрузочная способность.

Рис. 3. ЭтоТермисторный преобразователь PTC является взаимозаменяемым и имеет быстродействующие характеристики. Чип KTY84 обладает линейностью и долговременной стабильностью и может использоваться в системах впрыска дизельного топлива, измерения температуры масла, системах охлаждения двигателя и т. д.

Термопара

Термопара является широко используемым элементом измерения температуры в приборах для измерения температуры. Он непосредственно измеряет температуру и преобразует сигналы температуры в сигналы термоэлектрического потенциала, которые затем преобразуются в температуру измеряемой среды с помощью электрических приборов (вторичных приборов). Они обладают широким температурным рабочим диапазоном, надежностью, точностью, простотой и чувствительностью. В основном это связано с их небольшими размерами. Термопары также имеют самый широкий температурный диапазон среди всех датчиков температуры: от ниже -200 ℃ до значительно выше 2000 ℃.

Внешний вид различных термопар часто сильно различается в зависимости от потребностей, но их основная структура примерно одинакова. Обычно они состоят из основных частей, таких как горячие электроды, защитные изоляционные втулки и распределительные коробки. Обычно они используются в сочетании с индикаторными приборами, записывающими приборами и электронными регуляторами.

Красный и синий сегменты на рисунке 4 представляют собой два разных материала. Проводник или полупроводник, из которого состоит термопара, называется горячим электродом. Сваренный конец будет вставлен в место измерения температуры и станет рабочим концом, а другой конец называется холодным концом и служит эталонным концом. Если температуры на двух концах различны, эта разница температур заставит два других конца проводника или полупроводника генерировать термоэлектрический потенциал, который можно преобразовать в соответствующую температуру с помощью выборки напряжения.

Основные особенности:

1. Простая сборка и легкая замена;
2. Чувствительный элемент температуры пружинного типа с хорошей ударопрочностью;
3. Высокая точность измерений;
4. Большой диапазон измерений (-200℃～1300℃, -270℃～2800℃ при особых обстоятельствах);
5. Быстрое время термического реагирования;
6. Высокая механическая прочность и хорошая устойчивость к давлению;
7. Высокая термостойкость до 2800 градусов;
8. Длительный срок службы.

Приложение:

Термопары могут работать в диапазонах чрезвычайно высоких и низких температур: от -200 ℃ до 2300 ℃. Поэтому,термопары нашли широкое применение в измерениях широкого диапазона температур, таких как металлургия, машиностроение, химическая промышленность и другие отрасли промышленности, а также термообработка, производство стекла и т. д.

Рис. 5. ЭтоДатчик термопары N-типа имеет такие преимущества, как хорошая линейность, большой термоэлектрический потенциал, высокая чувствительность, хорошая стабильность и однородность, высокие антиокислительные характеристики, низкая цена и не подвержен влиянию ближнего порядка. Может использоваться в системах нейтрализации выхлопных газов дизельных двигателей.

Резистивный датчик температуры (RTD)

RTD — это точные датчики температуры, изготовленные из проводящего металла высокой чистоты, такого как платина, медь или никель, намотанного в катушку. Изменение сопротивления RTD аналогично изменению сопротивления термистора. Также доступен тонкопленочный RTD. Эти устройства имеют тонкий слой платиновой пасты, нанесенный на белую керамическую подложку. RTD действует как термоэлектрический преобразователь, преобразуя изменения температуры в изменения напряжения. Зависимость сопротивления от температуры платины, меди или никеля показана на рисунке 6. Они имеют большой температурный коэффициент, быстро реагируют на изменения температуры, устойчивы к термической усталости и легко обрабатываются в прецизионные катушки.

Резистивные датчики температуры имеют положительный температурный коэффициент (ПТК), но в отличие от термисторов их выходной сигнал очень линейный, что обеспечивает очень точные измерения температуры. RTD являются наиболее точными и стабильными датчиками температуры. Они лучше линейны, чем термопары и термисторы. Однако термометры сопротивления также медленнее реагируют и являются более дорогими датчиками температуры. Таким образом, RTD лучше всего подходят для приложений, где точность имеет решающее значение, но скорость и цена не имеют решающего значения.

Рис. 7. Это RTD Pt200 Датчик EGT имеет характеристики стандартизированной линейной характеристики, высокую стабильность и надежность, а также короткое время отклика в переходных условиях. Его можно использовать для управления и мониторинга систем DPF/GPF, мониторинга систем SCR дизельных двигателей большой мощности и защиты чувствительных к температуре компонентов турбокомпрессора.

Если вы хотите узнать больше о сенсорных продуктах и ​​информации, пожалуйста,связаться с наминемедленно, и мы предоставим вам теплый сервис!