溫度傳感器基礎(chǔ)知識介紹
本文主要對溫度傳感器基礎(chǔ)知識進行介紹,供相關(guān)人士參考與學(xué)習(xí)。
一、溫度測量的基本概念
1、溫度定義: 溫度是表征物體冷熱程度的物理量。溫度只能通過物體隨溫度變化的某些特性來間接測量,而用來量度物體溫度數(shù)值的標(biāo)尺叫溫標(biāo)。它規(guī)定了溫度的讀數(shù)起點(零點)和測量溫度的基本單位。目前國際上用得較多的溫標(biāo)有華氏溫標(biāo)、攝氏溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)和國際實用溫標(biāo)。 攝氏溫標(biāo)(℃)規(guī)定:在標(biāo)準大氣壓下,冰的熔點為0度,水的沸點為100度,中間劃分100等份,每等分為攝氏1度,符號為℃。 華氏溫標(biāo)(╤)規(guī)定:在標(biāo)準大氣壓下,冰的熔點為32度,水的沸點為212度,中間劃分180等份每等份為華氏1度符號為╤。 熱力學(xué)溫標(biāo)(符號t)又稱開爾文溫標(biāo)(符號k),或絕對溫標(biāo),它規(guī)定分子運動停止時的溫度為絕對零度。 國際溫標(biāo):國際實用溫標(biāo)是一個國際協(xié)議性溫標(biāo),它與熱力學(xué)溫標(biāo)相接近,而且復(fù)現(xiàn)精度高,使用方便。目前國際通用的溫標(biāo)是1975年第15屆國際權(quán)度大會通過的《1968年國際實用溫標(biāo)-1975年修訂版》,記為:ipts-68(rev-75)。但由于ipts-68溫度存在一定的不捉,國際計量委員會在18屆國際計量大會第七號決議授權(quán)予19 8 9年會議通過1990年國際its-90,its-90溫標(biāo)替代ips-68。我國自1994年1月1日起全面實施its-90國際溫標(biāo)。 1990年國際溫標(biāo): a、溫度單位:熱力學(xué)溫度是基本功手物理量,它的單位開爾文,定義為水三相點的熱力學(xué)溫度的1/273.16,使用了與273.15k(冰點)的差值來表示溫度,因此現(xiàn)在仍保留這個方法。根據(jù)定義,攝氏度的大小等于開爾文,溫差亦可用攝氏度或開爾文來表示。國際溫標(biāo)its-90同時定義國際開爾文溫度(符號t90)和國際攝氏溫度(符號t90)。 b、國際溫標(biāo)its-90的通則:its-90由0.65k向上到普朗克輻射定律使用單色輻射實際可測量的最高溫度。its-90是這樣制訂的即在全量程,任何于溫度采納時t的最佳估計值,與直接測量熱力學(xué)溫度相比t90的測量要方便的多,而且更為精密,并且有很高的復(fù)現(xiàn)性。 c、its-90的定義: 第一溫區(qū)為0.65k到5.00k之間,t90由3he和4he的蒸汽壓與溫度的關(guān)系式來定義。 第二溫區(qū)為3.0k到氖三相點(24.5661k)之間t90是氦氣體溫度計來定義。 第三溫區(qū)為平蘅氫三相點(13.8033k)到銀的凝固點(961.78℃)之間,t90是由鉑電阻溫度計來定義,它使用一組規(guī)定的定義內(nèi)插法來分度。銀凝固點(961.78℃)以上的溫區(qū),t90是按普朗克輻射定律來定義的,復(fù)現(xiàn)儀器為光學(xué)高溫計。 二、溫度測量儀表的分類 溫度測量儀表按測溫方式可分為接觸式和非接觸式兩大類。通常來說接觸式測溫儀表比較簡單、可靠、測量精度較高;但因測溫元件與被測介質(zhì)需要進行充分的熱交金剛,需要一定的時間才能達到熱平衡,所以存在測溫的延遲現(xiàn)象,同時受耐高溫材料的限制,不能應(yīng)用于很高的溫度測量。非接觸式儀表測溫是通過熱輻射原理來測量溫度的,測量元件不需要與被測介質(zhì)接觸,測溫范圍廣,不受測溫上限的限制,也不會破壞被測物體的溫度場,反應(yīng)速度一般也比較快;但受到物體的發(fā)射率、測量距離、煙塵和水氣等外界因素的影響,其測量誤差較大。 三、傳感器的選用 國家標(biāo)準gb7665-87對傳感器下的定義是:“能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置,通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。傳感器是一種檢測裝置,能感受到被測量的信息,并能將檢測感受到的信息,按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。 (一)、現(xiàn)代傳感器在原理與結(jié)構(gòu)上千差萬別,如何根據(jù)具體的測量目的、測量對象以及測量環(huán)境合理選用傳感器,是在進行某個量時首先要解決的問題。當(dāng)傳感器確定之后,與之相配套的測量方法和測量設(shè)備也可以確定了。測量結(jié)果的成敗,在很大程度上取決于傳感器的選用是否合理。 |
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