温度传感器怎么使用
温度传感器怎么使用
温度传感器怎么使用，温度传感器是指能感受一定的温度并能转换成可用输出信号的传感器，按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，还有其他的分类。那么你知道温度传感器怎么使用吗？
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1、温度传感器的使用方法与步骤
接触式温度传感器在定制的时候要设计好安装方式，特别是对温度传感器的灵敏度要求比较高的尤其要注意与生产厂家的沟通，两只一模一样的温度传感器可能因安装方式的不同灵敏度相差甚远。比如测物体表面温度如果安装不到位，测到的往往是物体表面附近空气的温度。科学安装是得到准确温度数据的重要保证。
其次，接触式温度传感器要严格保证在允许的量程范围内工作，长时间超出量程范围工作轻者会造成温度传感器引线外皮加速老化，重者会使芯片损坏。工作温度超限是造成温度传感器使用寿命不长的重要原因。超出量程范围有的传感器会采集不到数据，有的采集到的数据会有偏差。
要注意所用的显示表或者采集器等上级仪表能支持温度传感器的精度，否则高精度温度传感器不能发挥出高精度的优势。
温度传感器要尽量保证导线没有接头，特别是输出电阻信号的温度传感器，线阻会造成数据偏差。
2、温度传感器注意事项
1、热惰性引入的误差：由于热电偶的热惰性使仪表的指示值落后于被测温度的变化，在进行快速测量时这种影响尤为突出。所以应尽可能采用热电极较细、保护管直径较小的热电偶。测温环境许可时，甚至可将保护管取去。
2、绝缘变差而引入的误差：如热电偶绝缘了，保护管和拉线板污垢或盐渣过多致使热电偶极间与炉壁间绝缘不良，在高温下更为严重，这不仅会引起热电势的损耗而且还会引入干扰，由此引起的误差有时可达上百度。
3、安装不当引入的误差：不应把热电偶和动力电缆线装在同一根导管内以免引入干扰造成误差；热电偶不能安装在被测介质很少流动的区域内，当用热电偶测量管内气体温度时，必须使热电偶逆着流速方向安装，而且充分与气体接触。
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温度传感器有哪几种
我们每天都使用温度传感器来控制建筑物的温度、调节水温以及控制冰箱。温度传感器在许多其他行业应用中也至关重要，例如消费、医疗和工业电子产品。
每个行业的应用可能有不同的温度传感需求。差异性包括测量对象（空气、质量或液体）、测量位置（内部或外部）以及测量的温度范围、测量方式分接触方式和非接触方式。
现代电子产品中最常用的温度传感器有四种：热电偶、RTD（电阻温度检测器）、热敏电阻和基于半导体的集成电路 (IC)。按照响应性和准确度从高到低分别是：1、负温度系数 (NTC) 热敏电阻，2、电阻温度检测器 (RTD)，3、热电偶，4、基于半导体的传感器
本文重点介绍这四种主要类型的'温度传感器、每种类型的注意事项、优点和缺点。
热敏电阻
热敏电阻类似于 RTD，因为温度变化会导致可测量的电阻变化。热敏电阻通常由聚合物或陶瓷材料制成。在大多数情况下，热敏电阻更便宜，但也不如 RTD 准确。大多数热敏电阻有两线配置。热敏电阻具有特定类型的电阻器，它比其他温度传感器改变其物理电阻更大。
NTC（负温度系数）热敏电阻是温度测量应用中最常用的热敏电阻。NTC 热敏电阻的电阻随着温度升高而降低。热敏电阻具有非线性的温度电阻关系。这需要进行重大修正才能正确解释数据。使用热敏电阻的一种常见方法（如图所示）是热敏电阻和固定值电阻器形成一个分压器，其输出由 ADC 数字化。
它们的电阻与 RTD 一样指定，但热敏电阻呈现非线性电阻-温度图。因此，它可以在工作范围内为非常小的温度变化提供大的电阻变化。这使其成为一种高度灵敏的仪器，是高科技和设定点应用的理想选择。
热敏电阻通常由陶瓷材料制成，例如覆盖在特定玻璃表面的锰、镍或钴的氧化物。与其他类型相比，它们的特殊优势是准确性、可重复性和对温度变化的快速响应。
大多数热敏电阻具有负温度系数（NTC）；也就是说，当温度升高时，它们的电阻会降低。但是，其中有几种类型具有正温度系数 (PTC)。
NTC 热敏电阻在低温下提供更高的电阻。根据其 RT 表，随着温度的升高，电阻逐渐下降。由于每° C的电阻变化很大，微小的变化会准确反映。NTC热敏电阻的输出由于其指数性质而呈非线性；但是，它可以根据其应用进行线性化。玻璃封装热敏电阻的有效工作范围为 -50 至 250 ° C ，标准热敏电阻的有效工作范围为150 ° C。
随着温度的变化，任何金属的电阻也会发生变化。这种电阻差异是 RTD 温度传感器的基础。RTD 是具有明确定义的电阻与温度特性的电阻器。铂是用于制造 RTD 的最常见和最准确的材料，当然也有镍和铜制成的温度传感器。图中所示电路是恒流源，采用参考电压，一个放大器，一个PNP晶体管。
铂 RTD 也称为 PRTD。它们通常在 0°C 时具有 100 Ω 和 1000 Ω 电阻。它们分别称为 PT100 和 PT1000。
使用铂 RTD 是因为它们对温度变化提供近乎线性的响应，它们稳定且准确，它们提供可重复的响应，并且它们具有较宽的温度范围。RTD 因其准确性和可重复性而经常用于精密应用。
RTD 元件通常具有较高的热质量，因此对温度变化的响应比热电偶慢。信号调理在 RTD 中很重要。它们还需要激励电流流过 RTD。如果知道这个电流，就可以计算出电阻。
配置包括两线、三线和四线选项。当引线长度足够短以至于电阻不会显着影响测量精度时，两线选项很有用。三线制增加了一个承载激励电流的 RTD 探头。这提供了一种消除导线电阻的方法。四线是最准确的，因为单独的力和感测引线消除了线电阻的影响。MAX31865为每种配置提供专用的 RTD 信号调理电路，分辨率为 15 位，并提供加速 PT100 和 PT1000 RTD 设计的解决方案
热电偶
热电偶是最常用的温度传感器类型。它们用于工业、汽车和消费应用。热电偶是自供电的，可以在很宽的温度范围内工作，并且具有快速的响应时间。
热电偶是通过将两条不同的金属线连接在一起制成的。这会导致塞贝克效应。塞贝克效应是两种不同导体的温差在两种物质之间产生电压差的现象。正是这种电压差可以测量并用于计算温度。
有几种类型的热电偶由各种不同的材料制成，允许不同的温度范围和不同的灵敏度。不同的类型由指定的字母区分。最常用的是K型。
热电偶的一些缺点包括测量温度可能具有挑战性，因为它们的输出电压小，需要精确放大，对长导线上的外部噪声的敏感性以及冷端。冷端是热电偶线与信号电路的铜迹线相遇的地方。这会产生另一个需要补偿的塞贝克效应，称为冷端补偿。
基于半导体的温度传感器
基于半导体的温度传感器通常集成到集成电路(IC) 中。这些传感器使用两个相同的二极管，它们具有温度敏感的电压与电流特性，用于监测温度的变化。它们提供线性响应，但在基本传感器类型中精度最低。这些温度传感器在最窄的温度范围（-70 ° C 至 150 ° C）内的响应速度也最慢。
基于半导体的温度传感器 IC 有两种不同的类型：本地温度传感器和远程数字温度传感器。本地温度传感器是通过使用晶体管的物理特性测量其自身芯片温度的 IC。远程数字温度传感器测量外部晶体管的温度。
本地温度传感器可以使用模拟或数字输出。模拟输出可以是电压或电流，而数字输出可以采用多种格式，例如 IC、SMBus、1-Wire 和串行外设接口 (SPI)。本地温度传感器感应印刷电路板上的温度或其周围的环境空气。MAX31875是一款极小的本地温度传感器，可用于多种应用，包括电池供电应用。
远程数字温度传感器通过使用晶体管的物理特性像本地温度传感器一样工作。不同之处在于晶体管远离传感器芯片。一些微处理器和 FPGA 包括一个双极感应晶体管，用于测量目标 IC 的管芯温度。
日常生活中的温度感应
温度传感器对日常生活至关重要。这些重要的技术可以测量物体或系统散发的热量。给出的测量值使我们能够从物理上感知温度的变化。温度传感器的一个重要作用是预防。 温度传感器检测何时出现设定的高点，从而有时间采取预防措施。
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如何正确使用温度传感器--温度传感器用途
温度是表征物体冷热程度的物理量，是工农业生产过程中一个很重要而普遍的测量参数。温度的测量及控制对保证产品质量、提高生产效率、节约能源、生产安全、促进国民经济的发展起到非常重要的作用。由于温度测量的普遍性，温度传感器的数量在各种传感器中居首位，约占50%。
温度传感器是通过物体随温度变化而改变某种特性来间接测量的。不少材料、元件的特性都随温度的变化而变化，所以能作温度传感器的材料相当多。温度传感器随温度而引起物理参数变化的有：膨胀、电阻、电容、而电动势、磁性能、频率、光学特性及热噪声等等。随着生产的发展，新型温度传感器还会不断涌现。
安装不当引入的误差
如热电偶安装的位置及插入深度不能反映炉膛的真实温度等，换句话说，热电偶不应装在太靠近门和加热的地方，插入的深度至少应为保护管直径的8～10倍;热电偶的保护套管与壁间的间隔未填绝热物质致使炉内热溢出或冷空气侵入，因此热电偶保护管和炉壁孔之间的空隙应用耐火泥或石棉绳等绝热物质堵塞以免冷热空气对流而影响测温的准确性;
热电偶冷端太靠近炉体使温度超过100℃;热电偶的安装应尽可能避开强磁场和强电场，所以不应把热电偶和动力电缆线装在同一根导管内以免引入干扰造成误差；热电偶不能安装在被测介质很少流动的区域内，当用热电偶测量管内气体温度时，必须使热电偶逆着流速方向安装，而且充分与气体接触。
如何正确使用温度传感器--挑选温度传感器
如果要进行可靠的温度测量，首先就需要选择正确的温度仪表，也就是温度传感器。其中热电偶、热敏电阻、铂电阻(RTD)和温度IC都是测试中最常用的温度传感器。
