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無線測溫傳感器的幾種測溫原理分析

發布時間:2021-11-19瀏覽:82次

a.熱敏電阻

 熱敏電阻利用熱敏電阻測溫的傳感器,其原理是熱敏電阻的阻值會隨溫度的變化而改變,通過阻值的大小來反映溫度。這種傳感器其優點是靈敏度高(因為熱敏電阻的電阻溫度系數大,阻值隨溫度改變的變化明顯)。缺點是由于熱敏電阻阻值與溫度的線性關系較差,直接測量的精度低,必須通過運算補償才能得到較準確的測量值。電阻元件易老化,使用壽命短,精度及穩定性隨使用變差。其無線是體現在通訊方式上,通過傳感器內部的A/D轉換,將數字信號無線發送出。

  b.PN結

  采用PN結作為測溫元件的無線溫度傳感器,其原理是PN結的壓降隨溫度的變化而改變,施加恒定電流,通過輸出電壓的大小來反映溫度。其壓降與溫度的關系幾乎為線性,精度高,但靈敏度相對熱敏電阻要低,反應時間比熱敏電阻長。半導體元件不易老化,使用壽命較長,可靠性高。其無線同樣是體現在通訊方式上。

  c.紅外熱輻射

  紅外傳感器采用紅外技術的無線溫度傳感器,測溫原理與常見的紅外點溫槍基本類似——任何高于零度的物體都在發射出輻射能,輻射能的強度與物體溫度有著密切關系,傳感器探測物體發出的紅外輻射,將輻射能轉變為電信號,通過校準運算zui終得到被測物體表面的溫度。數據進一步通過傳輸模塊無線發射出。紅外傳感器測溫反應靈敏度極高,測溫范圍遠大于其他幾種,且非接觸式測溫使得探頭使用壽命更長,對被測點無影響。但紅外測溫對空間要求較高,探頭與被測表面必須無任何阻擋,且探頭與被測表面間距受傳感器距離比率(D:S)的限制,安裝部位的選擇不易。

  以上三類無線溫度傳感器都需要電源模塊供電(電池或感應取電,本文不對供電方式作討論或比較)。

  d.聲表面波

  基于聲表面波的無線溫度傳感器則與其他類別有較大區別。首先,其zui大的特點就是傳感器本身不需要電源;其次,其無線并不是僅僅體現在通訊方式上,同時也體現在測溫原理上。聲表面波無線溫度傳感器是由天線、叉指換能器、反射柵以及壓電基片組成,與其他傳感器截然不同。其測溫的原理是,傳播在壓電基片表面的聲表面波,其波長和波速會隨基片表面或內部相關因素(包括溫度)的改變而變化。由對應的接收器發出無線激勵信號,信號輸入傳感器的壓電基片激起聲表面波,不同溫度下,傳感器輸出不同的信號,信號再由接收器接收,經過調解獲取溫度值。聲表面波傳感器體積小,不需要電源,傳感器成本低是其主要的優勢。但正由于無源,傳感器需要接收采集器發出的激勵信號,這種激勵信號的有效無線傳輸距離很短;另一方面,由于被測設備的震動產生位移,導致聲表面波的相位等發生變化,測溫的精度有所下降。


 

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