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  • 新型溫度傳感器的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展

    作者:肖季春 來源:沈陽市傳感技術研究所 時間:2011-12-11 00:15 閱讀:1826 [投稿]
    溫度是一個基本的物理現(xiàn)象,它是生產過程中應用最普通、最重要的工藝參數(shù),無論是工農業(yè)生產,還是科學研究和國防現(xiàn)代化,都離不開溫度測量及溫度傳感器。它是現(xiàn)代測試和工業(yè)過程控制中應用頻率最高的傳感器之一。然 ..
    分度與靈敏度 熱敏電纜的分度與普通熱電偶相近,由于連續(xù)熱電偶的“臨時”熱接點不是緊密連接,熱接點之外兩電極間也并非完全絕緣,所以熱敏電纜的輸出熱電勢與同種熱電偶相比稍有降低,換算成溫度大約相差十幾攝氏度,這對于火警預報來說是可以接受的。
    響應時間 取決于單位長度熱敏電纜的熱容量,而熱容量又是由材質與質量決定的,所以減少連續(xù)熱電偶橫截面的尺寸,能有效地縮短響應時間。
    彎曲半徑 除和熱敏電纜組成材料的性能和質量有關外,還與隔離材料的密實程度有關。一般彎曲半徑為熱敏電纜外徑的10~20倍。
    石英溫度計
    隨著生產及科學技術的發(fā)展,各部門對溫度測量與控制的要求越來越高,尤其對高精度、高分辨率溫度傳感器的需求越來越強烈,普通的傳感器難以滿足要求。
    石英溫度計的特性
    高分辨率 分辨率達0.001~0.0001℃。 
    高精度 在-50℃~120℃范圍內,精度為±0.05℃。普通溫度計的精度為±0.1℃。 
    誤差小 熱滯后誤差小,響應時間為1s,可以忽略。 
    性能穩(wěn)定 它是頻率輸出型傳感器,故不受放大器漂移和電源波動的影響,即使將傳感器遠距離(如1500m)設置也不受影響,但是抗強沖擊性能較差。
    石英溫度計的應用
    石英溫度計既可用于高精度、高分辨率的溫度測量,又可作為標準溫度計進行量值傳遞,也可以在現(xiàn)場穩(wěn)態(tài)溫度場合下進行精密測溫或用于恒溫槽的精密控溫,還可用作遠距離多點溫度測量等。
    聲學溫度計
    聲學測溫技術具有測溫原理簡單、非接觸、測溫范圍寬(0~1900℃)、可在線測量等優(yōu)點,現(xiàn)已應用于發(fā)電廠、垃圾焚 燒爐、水泥回轉窯等工業(yè)過程的溫度測量和控制。
    利用超聲波測量氣體溫度
    利用測量超聲波在氣體中傳播速度因溫度不同而變化的溫度計稱為超聲波溫度計。用超聲波測量氣體溫度具有響應速度快、不受外壁熱輻射影響等優(yōu)點。測量對象十分廣泛,從滾梯上方氣體的平均溫度,到內燃機混合氣體爆炸燃燒時的溫度測量等。
    超聲波測量氣體溫度的工作原理與聲學測溫相同,聲速的測量方法有兩種:
    脈沖法測量 如果揚聲器與收音器間的距離為l,傳播的時間為τ,則可依據(jù)u=l/τ,求得u。當測量場所有風時,若直接測量聲速將產生誤差。在這種情況下,將揚聲器與收音器交換測量,選用兩者的平均速度更為準確。
    共振法測量 利用共振頻率f=u/l可求得u。
    固體超聲波溫度計
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