wiadomości o firmie Czujnik temperatury: co powinieneś wiedzieć

czujnik temperatury to urządzenie, które przekształca sygnały temperatury w mierzalne sygnały elektryczne (takie jak napięcie, prąd, rezystancja lub sygnały cyfrowe),i jest szeroko stosowany w automatyce przemysłowej, elektroniki użytkowej, sprzętu medycznego, elektroniki samochodowej, monitorowania środowiska i innych dziedzin.

1. Klasyfikacja

Czujniki temperatury można klasyfikować na podstawie metod pomiaru i zasad działania:

1.1 Klasyfikacja według metody pomiaru

Czujniki temperatury typu kontaktowego

Czujnik bezpośrednio kontaktuje się z obiektem mierzonym i mierzy temperaturę poprzez przewodzenie cieplne.ale prędkość reakcji jest stosunkowo powolna i może być pod wpływem środowiskaTypowe zastosowania obejmują termopary, RTD (termorezystory) i termistory.

Czujnik temperatury bez kontaktu

Mierzy temperaturę poprzez wykrywanie promieniowania podczerwonego emitowanego przez obiekt, bez fizycznego kontaktu.Zaletą jest to, że ma szybki czas reakcji i nie zakłóca pomiaru obiektuTypowe zastosowania obejmują termometry podczerwone i obrazy termiczne.

1.2 Klasyfikacja według zasady działania

(1) Termokopła

Termocouple opiera się na efekcie Seebecka, w którym potencjał elektryczny generowany jest przy połączeniu dwóch różnych metali z powodu różnicy temperatury.

- Szeroki zakres pomiarów (-200°C ~ 2300°C), nadaje się do ekstremalnych temperatur.

- szybki czas reakcji (poziom milisekundowy), odporny na wysokie temperatury i odporny na wibracje.

- dokładność jest jednak stosunkowo niska (±1°C ~±5°C) i wymagana jest kompensacja złącza zimnego.

Powszechne typy

- termoelementy typu K (nikl-chrom - nikl-krzem): najczęściej stosowane, odpowiednie do -200°C do 1260°C.

- termoelement typu J (żelazo - miedź-nikel): nadaje się do redukcji środowisk,°C do 760°C.

- termoelementy typu T (miedź - miedź-nikel): nadające się do pomiarów niskiej temperatury, -200°C do 350°C.

- Termopara typu S/R (platyna-rodium-platyna): stosowana do pomiarów wysokiej temperatury (0°C do 1600°C), wysoka dokładność, ale wysoki koszt.

(2) Termorezistor (RTD, Detektor temperatury oporu)

RTD mierzy, wykorzystując cechę, że odporność metali (takich jak platyna, miedź i nikiel) zmienia się w zależności od temperatury.

Cechy

- Wysoka dokładność (±0.1°C ~±0.5°C) dobra stabilność, nadająca się do długotrwałego monitorowania.

- Szeroki zakres pomiarów (-200°C ~ 850°C).

- Odpowiedź jest jednak stosunkowo powolna (drugiego poziomu), kosztowna i wymaga stałego źródła prądu do jazdy.

Powszechne typy

- PT100 (opór platynowy, 100Ωw 0°C): Standard przemysłowy, dobra liniowość.

- PT1000 (opór platynowy, 1000Ωw 0°C): Wyższa wrażliwość, nadająca się do transmisji na duże odległości.

- Cu50 (rezystor miedziany, 50Ωw 0°C): niższe koszty, ale mniejszy zakres temperatur.

(3) Termistory

Termistory to urządzenia półprzewodnikowe, których rezystancja zmienia się znacząco w zależności od temperatury,i są klasyfikowane jako NTC (odpowiedni współczynnik temperatury) i PTC (pozytywny współczynnik temperatury).

Termistory NTC

Wzrostem temperatury rezystancja maleje, przy wysokiej wrażliwości (±0.05°C).

- Jednakże mają silną nieliniowość i wymagają tabel wyszukiwania lub równania Steinhart-Hart do konwersji.

Typowe zastosowania: termometry elektroniczne, monitorowanie temperatury akumulatorów litowych.

Termistory PTC

Oporność gwałtownie wzrasta przy określonej temperaturze i jest często stosowana do ochrony przed nadciśnieniem.

Typowe zastosowania: ochrona przed przegrzaniem silnika, bezpiecznik samoodzyskujący.

(4) Cyfrowy czujnik temperatury

Cyfrowy czujnik temperatury integruje ADC i cyfrowe interfejsy (takie jak I2C, SPI, 1-Wire), bezpośrednio emitując sygnały cyfrowe bez potrzeby dodatkowych obwodów kondycjonowania sygnału.

Cechy

- Silna zdolność przeciwdziałania zakłóceniom, odpowiednia do systemów wbudowanych.

- Bez wymagania kalibracji, łatwy w obsłudze.

(5) Infraczerwony czujnik temperatury (termometr IR)

Czujnik podczerwieni mierzy temperaturę poprzez wykrywanie promieniowania podczerwieni emitowanego przez obiekty (o długości fali od 3 do 14 μm).

Cechy

- pomiar bezkontaktowy, z wyjątkowo szybką reakcją (w zakresie milisekund).

- Jednakże dokładność pomiaru zależy od emisywności powierzchni obiektu (takie jak metale wymagają kompensacji).

Typowe zastosowania

- pistolety do pomiaru temperatury ciała (takie jak MLX90614).

- urządzenia przemysłowe do obrazowania termicznego (takie jak termowizory FLIR).

Kluczowe parametry wydajności czujników temperatury

- Zakres pomiarowy: zakres temperatur, w którym czujnik może normalnie działać, np. termopary mogą osiągać temperaturę do 2300°C, podczas gdy NTC jest zwykle ograniczona do -50°C do 150°C.

- dokładność: zakres błędów pomiarowych, takich jak RTD, może osiągać±0.1°C, podczas gdy termopary są zwykle±1°C do±5°C.

- Rozdzielczość: minimalna wykrywalna zmiana temperatury, czujniki wysokiej precyzji mogą osiągnąć 0.01°C.

- czas reakcji: czas potrzebny na stabilizację zmiany temperatury w wyjściu, termopary mogą osiągnąć poziom milisekundowy, podczas gdy RTD jest zwykle na drugim poziomie.

- Liniowość: Niezależnie od tego, czy wyjście jest liniowe w stosunku do temperatury, RTD ma lepszą liniowość, podczas gdy NTC ma silniejszą nieliniowość.

- Stabilność długoterminowa: stopień przesunięcia czujnika w czasie, rezystancja platyny < 0.1°C/rok.

Przewodnik do wyboru czujnika temperatury

1Zakres temperatury: wybierz termoelement dla wysokich temperatur, RTD lub NTC dla niskich temperatur.

2Wymagania dotyczące dokładności: Wybierz RTD dla wysokiej dokładności, NTC dla niskiego kosztu.

3Szybkość odpowiedzi: wybierz termopar lub czujnik podczerwieni do szybkiego pomiaru.

4Czynniki środowiskowe: wybierz termoelement opancerzony dla środowisk korozyjnych, opakowanie wodoodporne dla środowisk wilgotnych.

5.Sygnał wyjściowy: systemy wbudowane preferują czujniki cyfrowe (I2C/SPI).