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溫度傳(chuán)感器選用的基本(běn)規則指南


《電氣與電控(kòng)》 / 2012-04-16
2013-5-17-->


    選擇溫度傳感器比(bǐ)選擇其他類型的傳(chuán)感器所(suǒ)需要考慮的(de)內容更(gèng)多。首先,必須選擇傳感器的結構,使敏感元(yuán)件在規定的(de)測量時間之(zhī)內達到所測流體或被測表(biǎo)麵的溫度。溫度傳感器的(de)輸出僅僅是敏感元(yuán)件(jiàn)的(de)溫度。實(shí)際上,要確保傳(chuán)感器指示(shì)的(de)溫度即為所(suǒ)測對象的溫度,常常是很困難的。


    在大(dà)多(duō)數情況下(xià),對溫度傳感器的選用,需考慮以下幾個方(fāng)麵的(de)問題X007297
    (1)被測對象的溫度是否需記錄、報警和(hé)自動控製,是否需要遠距離測量和傳(chuán)送。
    (2)測溫範圍的大小和精度要求。
    (3)測溫元(yuán)件大(dà)小是否適當。
    (4)在被測對象溫度隨時間變化的場(chǎng)合,測溫元(yuán)件的(de)滯後能否(fǒu)適應測溫要求。
    (5)被測對象的(de)環(huán)境(jìng)條件對測溫元(yuán)件是否有損害。
    (6)價格如(rú)何,使用(yòng)是否(fǒu)方便。


    容器中(zhōng)的(de)流體(tǐ)溫度一(yī)般用熱電偶或熱電阻(zǔ)探頭測量,但(dàn)當整個係統的(de)使用壽命比(bǐ)探頭的預計使(shǐ)用(yòng)壽命(mìng)長得多時,或者預計會(huì)相當頻繁地(dì)拆(chāi)卸出探頭以(yǐ)校準或(huò)維修卻不能(néng)在容器上開(kāi)口(kǒu)時,可(kě)在(zài)容器壁上(shàng)安裝永久(jiǔ)性的熱電偶套管(guǎn)。用(yòng)熱電偶套管會(huì)顯著地延長測量的(de)時間常數(shù)。當溫度變化(huà)很慢而(ér)且熱導誤差很小(xiǎo)時,熱電偶套管不會影響測量的精確度,但如果(guǒ)溫度變化(huà)很迅(xùn)速,敏感元件跟蹤不(bù)上(shàng)溫度的迅速變化,而且(qiě)導熱誤差又(yòu)可能增加(jiā)時,測量精確度就會(huì)受(shòu)到(dào)影響。因(yīn)此(cǐ)要權衡考慮可(kě)維修性和測量精度這兩個因(yīn)素。


    熱電偶或(huò)熱電阻探頭的(de)全部材(cái)料都應與可(kě)能(néng)和它(tā)們接觸的(de)流體適應。使用(yòng)裸露元件(jiàn)探頭時,必(bì)須考慮與所測流體(tǐ)接觸的各部件材料(如(rú)敏感元(yuán)件(jiàn)、連接引線、支撐物、局(jú)部保護罩等)的(de)適應性,使(shǐ)用(yòng)熱電偶套管(guǎn)時,隻需要考(kǎo)慮套管(guǎn)的材(cái)料。


    電阻(zǔ)式熱敏元(yuán)件在浸入液體及多數氣體時23042200,通常是密封的,至少(shǎo)要有(yǒu)塗層,裸露的(de)電阻(zǔ)元件(jiàn)不(bù)能浸入導電或汙染的(de)流體中(zhōng)。當需要其(qí)快(kuài)速響應時,可(kě)將它們用於幹燥的空氣和有限的(de)幾種氣體及某些液體(tǐ)中(zhōng)。電阻元件如用(yòng)在停滯的或(huò)慢速流動的(de)流體(tǐ)中,通常需有(yǒu)某種殼體罩住(zhù)以進行機(jī)械保(bǎo)護。


    當管子、導管(guǎn)或容器不(bù)能開口或禁止開口,因而(ér)不(bù)能使用探頭或熱電偶套管時,可(kě)通過在(zài)外(wài)壁鉗夾或(huò)固定一個表(biǎo)麵溫度傳感器的(de)方(fāng)法進和(hé)測量。為了(le)確保合(hé)理的測量精度,傳(chuán)感器必(bì)須與環(huán)境(jìng)大氣熱隔離並與熱輻射源隔離,而且必須通過傳感器的適當設計與安(ān)裝使壁對敏感元件(jiàn)的(de)熱傳導達到最佳(jiā)狀態。


    所測的(de)固體材料可(kě)以是金屬的(de)或(huò)非金屬的,任(rèn)何類型(xíng)的表麵溫度傳感器都會在某種程度上改變被測物表(biǎo)麵或(huò)表麵下(xià)層的材料特性。因此(cǐ),必須對傳感器及(jí)其(qí)安裝方法進行適當的(de)選擇以(yǐ)便將這種幹擾減到最小(xiǎo)程度。理(lǐ)想的傳(chuán)感器應該完(wán)全用(yòng)與所測固體相同的材(cái)料製造並與材料形(xíng)成一(yī)體(tǐ),這樣測量點或其周圍的(de)結構特征就不會以(yǐ)任何(hé)方(fāng)式改(gǎi)變。可(kě)用的這類傳(chuán)感器有(yǒu)各(gè)種各(gè)樣,其(qí)中(zhōng)包括電阻(zǔ)(薄膜熱電阻(zǔ)、熱敏電阻(zǔ))型(xíng),也(yě)包括薄膜和細導線型(xíng)的熱電偶。用(yòng)可(kě)埋人的小傳感器或帶螺紋的鑲嵌件(jiàn)進行表麵的溫度測量,應使埋人的傳感器或(huò)鑲嵌件(jiàn)的(de)外緣與所(suǒ)測材料的外(wài)表麵平齊。鑲嵌件的材料應與所測的(de)材料相舊,至少要非(fēi)常相似(sì)。使用墊圈式傳感器時,必(bì)須注意確保(bǎo)墊圈所能(néng)
達到(dào)的溫度盡可能接近(jìn)欲測溫度。


    溫度傳感器的選擇主(zhǔ)要是根據測量範圍。當測量範圍預計在總量程之內,可選用鉑電阻(zǔ)傳(chuán)感器。較窄的(de)量程通常要求傳(chuán)感器必(bì)須具有相當高的基本(běn)電阻,以便獲得足夠大的(de)電阻變化。熱敏電阻所(suǒ)提供(gōng)的(de)足夠大(dà)的(de)電阻(zǔ)變化(huà)使得這些敏感元件非常適用(yòng)於窄的測量範圍。如果(guǒ)測量範(fàn)圍相當大(dà)時,熱電偶更適用。最好將冰點也包括在此範圍內,因(yīn)為熱電偶的分度表(biǎo)是以(yǐ)此(cǐ)溫度為基準的。已(yǐ)知範圍內的傳感器線性也(yě)可作為選擇傳(chuán)感器的附(fù)加條件(jiàn)。


    響應時間通常用時間常數表示,它是選擇傳(chuán)感器的另一個基本依據P778972。當要監視儲槽中(zhōng)溫度時,時間常數不(bù)那麽重要。然而(ér)當使(shǐ)用(yòng)過程中必須測量振動管(guǎn)中的溫度時,時間常數就成為選擇傳感器的決定因(yīn)素。珠型(xíng)熱敏電阻和鎧裝露頭型熱電偶的(de)時間常數相當小(xiǎo),而(ér)浸入式探頭,特別是帶有保護套管的(de)熱電偶,時間常數(shù)比較大(dà)。
 

    動態溫度的(de)測量比較複雜,隻有通過反複測試,盡量接近(jìn)地(dì)模(mó)擬出傳(chuán)感器使用中經常發生的條件,才能(néng)獲得合理近(jìn)似的傳感器動態性能(néng)。

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