如何選擇正確的溫度傳感器

簡介

       最廣泛測量的物理參數(shù)是溫度。無論在加工工業(yè)應(yīng)用還是在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中，準(zhǔn)確測量溫度是成功的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。醫(yī)療應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)室材料研究、電氣/電子元件研究、生物學(xué)研究、地質(zhì)學(xué)研究和電氣產(chǎn)品設(shè)備熱性能分析需要準(zhǔn)確的溫度測量。

       有許多不同類型的傳感器可用于溫度測量。最常見的三種溫度傳感器是電阻溫度檢測器（RTD）、熱電偶（TC）和熱敏電阻。它們具有的特定工作參數(shù)會使其更適于某些應(yīng)用。固態(tài)傳感器也可用于中等溫度范圍應(yīng)用，并且具有內(nèi)建信號調(diào)理和容易連接的優(yōu)點(diǎn)——在某些情況下帶直接數(shù)字串行接口。由于這種傳感器不在本文的討論范圍之內(nèi)，所以不作不詳細(xì)介紹。

選擇一款溫度傳感器

       當(dāng)選擇溫度傳感器時有許多問題需要考慮。首先，要考慮應(yīng)用類型。要測量器件的什么參數(shù)？是室內(nèi)還是外殼中的環(huán)境溫度？具有塑料或金屬封裝的電子元件能否耐高壓？或者要測量熾熱的鋼錠？或者汽車引擎的某個部分，例如進(jìn)氣口或排氣口？上述某些考慮會由于環(huán)境和安全因素、每顆傳感器的成本預(yù)算以及傳感器到儀器的距離來決定傳感器的選擇。

       接下來要考慮的是預(yù)計溫度測量的量程。汽車引擎模塊在完全預(yù)熱后溫度能到100oC以上。大多數(shù)熱電偶能測量此溫度范圍，并且此類應(yīng)用最常見的是K型熱電偶。另一方面，陶瓷燒窯可以達(dá)到好幾百攝氏度。N型適合于較高的溫度，因?yàn)樗鼈兗确€(wěn)定又耐高溫氧化。在刻度的另一端，超導(dǎo)器件在接近幾個開爾文（或剛剛高于絕對零度或-273oC）的極低溫度下實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)電性，因此傳感器必須能經(jīng)受超導(dǎo)體工作的冰點(diǎn)以下的氣溫。具有較高輸出（約68uV/C）的E型熱電偶可能比較合適，因?yàn)樗鼈?br /> 非常適于低溫工作。表1給出了TC及其量程的總結(jié)。

       另一個考慮是用于安裝傳感器的可用區(qū)域，以便充分地測量待測溫度。待測器件必須具有足夠空間用于安裝所選的傳感器。例如，集成電路是微型電子器件，因此傳感器的正確選擇取決于待測參數(shù)、IC封裝或引腳框架或芯片本身。大多數(shù)傳感器具有多種形狀和尺寸，其中一定有一種符合應(yīng)用要求。電隔離的RTD以良好的尺寸、隔離度和準(zhǔn)確度可能是IC微型電子電路的最佳選擇。

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