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工业生产中最常见的传感器

温度传感器是工业生产中最常见的一种传感器。它将物体的温度转化为电信号输出,它具有结构简单,测量范围宽,稳定性好、精度高等优点。不同的温度传感器制作方法不同,常见的有热敏电阻、热电偶和集成型产品。其发展大体经历了从分体式、模拟集成到智能型阶段。现在的温度传感器不仅温度信号输出,还可以集成湿度测量,信号输出也由原来的单一信号变成多样化的输出形式,可以进行远距离通信,数据可以根据需要进行记录、上限报警和自控控制等多种功能。
温度传感器输出的温度不是待测物现在的温度,通常会有一定的误差。对于需要精确测量的场合,需选用响应速度更快的传感器。在测量过程要保护要探头,探头的寿命远远低于整个测量系统的寿命,当输出不正确的时候要及时更换。在响应时间要求不高的场合,可以用专用套管将探头包裹起来,主要可以延长探头的使用时间,不过这样会影响测量精度,两者之间需权衡好。很多热敏电阻表面都有涂敷层,要保护涂敷层不被损坏,涂敷层具有传温和保护里面元件的作用,可以防潮防腐蚀。
现代信息技术的三大基础是信息采集(即传感器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)。传感器属于信息技术的前沿尖端产品,尤其是温度传感器被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域,数量高居各种传感器之首。温度传感器的发展大致经历了以下三个阶段;
(1)模拟集成温度传感器/控制器;
(2)传统的分立式温度传感器(含敏感元件);
(3)智能温度传感器。国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络化的方向发展。在20世纪90年代中期最早推出的智能温度传感器,采用的是8位A/D转换器,其测温精度较低,分辨力只能达到1°C。为了提高多通道智能温度传感器的转换速率,也有的芯片采用高速逐次逼近式A/D转换器。以AD7817型5通道智能温度传感器为例,它对本地传感器、每一路远程传感器的转换时间分别仅为27us、9us。
热电偶有标准热电偶和非标准热电偶两种,标准热电偶严格遵循热电势与温度之前的关系,并有统一的分度号,其误差也在允许范围之内。非标准热电偶通常是根据特殊测量需要制作而成的,它没有测量范围上没有统一的标准,也没有分度号。热电阻用得最多的当属铂电阻和铜热电阻,铂电阻测量温度范围更大,精度更高。铂电阻和铜热电阻其电阻和温度变化值都有统一的标准。Rt=R0[1+α(t-t0)],它只跟初始温度和材料温度系数有关。现在用的智能集成型温度传感器采用单片机技术,里面装有多位模数信号转换器,其测量精度更高,分辨力更是高达0.03度,里面还可以集成日历时钟,实现多种测量模式之间切换,输出更具规范化和标准化,可以有效抑制周围环境对温度信号输出的干扰,使得测量值更加精确。

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