这些类型的温度传感器从控制家用热水加热系统的简单ON / OFF恒温装置到可控制复杂过程控制炉装置的高灵敏度半导体类型。
我们从学校的科学课程中记得,分子和原子的运动产生热量(动能),运动越大,产生的热量就越多。温度传感器测量物体或系统产生的热能或甚至冷量,使我们能够“感知”或检测到该温度的任何物理变化,从而产生模拟或数字输出。
有许多不同类型的温度传感器,根据实际应用,它们都有不同的特性。温度传感器由两种基本物理类型组成:
接触式温度传感器类型 - 这些类型的温度传感器需要与被检测物体物理接触,并使用传导来监测温度变化。它们可用于在很宽的温度范围内检测固体,液体或气体。
非接触式温度传感器类型 - 这些类型的温度传感器使用对流和辐射来监测温度变化。它们可以用于检测在热量上升时发出辐射能量的液体和气体,并且在对流中冷却到底部,或者以红外辐射(太阳)的形式检测从物体传输的辐射能量。
两种基本类型的接触或甚至非接触式温度传感器也可以细分为以下三组传感器:机电,电阻和电子,下面讨论所有三种类型。
恒温器
该恒温器是接触型电-机械式温度传感器或开关,其基本上由两种不同的金属,例如镍,铜,钨或铝等,其结合在一起以形成的双金属带。当带材受热时,两种不同金属的不同线性膨胀率产生机械弯曲运动。
双金属条带本身可用作电气开关或用作操作恒温控制中的电气开关的机械方式,并广泛用于控制锅炉,熔炉,热水储罐以及车辆中的热水加热元件。散热器冷却系统。
双金属恒温器
恒温器由两种热不同的金属背靠背粘在一起组成。当它处于冷态时,触点闭合,电流通过恒温器。当它变热时,一种金属比另一种金属膨胀更多,并且粘合的双金属条带向上(或向下)弯曲以打开触点,防止电流流动。
有两种主要类型的双金属条带主要基于它们在经受温度变化时的运动。存在“快动作”类型,在设定温度点对电触点产生瞬时“开/关”或“关/开”类型动作,以及逐渐改变其位置的较慢“蠕变动作”类型随着温度的变化。
快动式恒温器通常用于我们家中,用于控制烤箱,熨斗,浸入式热水箱的温度设定点,它们也可以在墙壁上找到,以控制家用加热系统。
爬行器类型通常由双金属线圈或螺旋线组成,随着温度的变化缓慢地展开或卷起。通常,爬行型双金属条对温度变化的敏感度高于标准按扣开/关类型,因为条带更长更薄,因此非常适合用于温度计和刻度盘等。
虽然非常便宜且可在很宽的工作范围内使用,但当用作温度传感器时,标准快动式恒温器的一个主要缺点是它们具有从电触点打开到再次闭合时的大滞后范围。例如,它可以设置为20 o C,但可能会在22 o C 之前打开或再次关闭直到18 o C.
因此温度摆动的范围可能非常高。用于家庭用途的商用双金属恒温器具有温度调节螺钉,其允许预先设定更精确的期望温度设定点和滞后水平。
热敏电阻
所述热敏电阻是另一种类型的温度传感器,其名称是词的组合的THERM -ally敏感水库iStor的。热敏电阻是一种特殊类型的电阻,当暴露于温度变化时会改变其物理电阻。
热敏电阻通常由陶瓷材料制成,例如涂有玻璃的镍,锰或钴的氧化物,这使得它们容易损坏。它们对快动型的主要优势在于它们对温度,精度和可重复性的任何变化的响应速度。
大多数类型的热敏电阻具有负温度系数电阻或(NTC),即它们的电阻值随着温度的升高而降低,当然还有一些具有正温度系数(PTC),因为它们的随着温度的升高,电阻值上升。
热敏电阻由陶瓷型半导体材料构成,使用金属氧化物技术,例如锰,钴和镍等。半导体材料通常形成小的压制盘或球,它们是气密密封的,以对温度的任何变化提供相对快速的响应。 。
热敏电阻的额定值是它们在室温下的电阻值(通常为25 o C),它们的时间常数(对温度变化作出反应的时间)以及它们相对于流过它们的电流的额定功率。与电阻一样,热敏电阻可在室温下提供从10ΩMΩ到几欧姆的电阻值,但出于传感目的,通常使用具有千欧姆值的那些类型。