温度传感器原理

1、、温度传感器热电阻的应用原理温度传感器热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特 点是测量精度高，性能稳定。其中铂热是阻的测量精确度是最高的，它不 仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。1. 温度传感器热电阻测温原理及材料温度传感器热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加 这一特性来进行温度测量的。温度传感器热电阻大都由纯金属材料制成， 目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用甸、镍、锰和铑等材料 制造温度传感器热电阻。2. 温度传感器热电阻的结构(1) 精通型温度传感器热电阻 工业常用温度传感器热电阻感温元件(电 阻体)的结构及特点见表 2-1-11。从温度传感

2、器热电阻的测温原理可知， 被测温度的变化是直接通过温度传感器热电阻阻值的变化来测量的，因此，温度传感器热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带 来影响。为消除引线电阻的影响同般采用三线制或四线制，有关具体内容 参见本篇第三章第一节.(2) 铠装温度传感器热电阻铠装温度传感器热电阻是由感温元件(电阻体)、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，如图2-1-7所示，它的外径一般为 $ 2$ 8mm最小可达 $ mm与普通型温度传感器热电阻相比，它有下列优点：体积小，内部无空气 隙，热惯性上，测量滞后小；机械性能好、耐振，抗冲击；能弯曲， 便于安装使用寿命长。(3) 端面温度传感器热电

3、阻端面温度传感器热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制，紧贴在温度计端面，其结构如图2-1-8所示。它与一般 轴向温度传感器热电阻相比，能更正确和快速地反映被测端面的实际温 度，适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。(4) 隔爆型温度传感器热电阻隔爆型温度传感器热电阻通过特殊结构的接线盒，把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的 爆炸局限在接线盒内，生产现场不会引超爆炸。隔爆型温度传感器热电阻 可用于BiaB3c级区内具有爆炸危险场所的温度测量。3. 温度传感器热电阻测温系统的组成温度传感器热电阻测温系统一般由温度传感器热电阻、连接导线和显 示仪表等组成。必须注意以下两点： 温度

4、传感器热电阻和显示仪表的分度号必须一致 为了消除连接导线电阻变化的影响，必须采用三线制接法。具体内容参 见本篇第三章。(2) 铠装温度传感器热电阻铠装温度传感器热电阻是由感温元件(电阻体)、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，如图2-1-7所示，它的外径一般为 $ 2$ 8mm最小可达 $ mm与普通型温度传感器热电阻 相比，它有下列优点：体积小，内部无空气隙，热惯性上，测量滞后小；机械性能好、耐振，抗冲击，能弯曲，便于安装使用寿命长。(3) 端面温度传感器热电阻 端面温度传感器热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制，紧贴在温度计端面，其结构如图2-1-8所示。它与一般轴向温度传感器热

5、电阻相比，能更正确和快速地反映被测端面的实际温 度，适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。(4) 隔爆型温度传感器热电阻隔爆型温度传感器热电阻通过特殊结构的 接线盒，把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影电阻体的断路修理必然要改变电阻丝的长短而影响电阻值，为此更换新的电阻体为好，若采用焊接修理，焊后要校验合格后才能使用-3/24/0832449FDA9A40.html随着时代的发展，科研、农业、暖通、纺织、机房、航空航天、电力等工 业部门，越来越需要采用湿度传感器，对产品质量的要求越业越高，对环 境温、湿度的控制以及对工业材料水份值的监测与分析都已成为比较普遍 的技术条件之一。湿度传感器

6、产品及湿度测量属于90年代兴起的行业。如何使用好湿度传感器， 如何判断湿度传感器的性能，这对一般用户来讲，仍是一件较为复杂的技术问题。下列此文供大家参考。一、湿度传感器的分类及感湿特点湿度传感器，分为电阻式 和 电容式 两种，产品的基本形式都为在基片涂覆感湿材料形成感湿膜。空气中的水蒸汽吸附于感湿材料后，元件的阻 抗、介质常数发生很大的变化，从而制成湿敏元件。国内外各厂家的湿度传感器产品水平不一，质量价格都相差较大，用户如 何选择性能价格比最优的理想产品确有一定难度，需要在这方面作深入的 了解。湿度传感器具有如下特点：1、精度和长期稳定性湿度传感器的精度应达到土 2% 5%RH达不到这个水平很

7、难作为计量器 具使用，湿度传感器要达到土 2% 3%RH的精度是比较困难的，通常产品 资料中给出的特性是在常温(20C 10C )和洁净的气体中测量的。在实 际使用中，由于尘土、油污及有害气体的影响，使用时间一长，会产生老 化，精度下降，湿度传感器的精度水平要结合其长期稳定性去判断，一般说来，长期稳定性和使用寿命是影响湿度传感器质量的头等问题，年漂移量控制在1%RH水平的产品很少，一般都在土 2%左右，甚至更高。2、湿度传感器的温度系数湿敏元件除对环境湿度敏感外，对温度亦十分敏感，其温度系数一般在0.20.8%RH/C范围内，而且有的湿敏元件在不同的相对湿度下，其温度 系数又有差别。温漂非线性

8、，这需要在电路上加温度补偿式。采用单片机 软件补偿，或无温度补偿的湿度传感器是保证不了全温范围的精度的，湿 度传感器温漂曲线的线性化直接影响到补偿的效果，非线性的温漂往往补 偿不出较好的效果，只有采用硬件温度跟随性补偿才会获得真实的补偿效 果。湿度传感器工作的温度范围也是重要参数。多数湿敏元件难以在 40C以上正常工作。3、湿度传感器的供电金属氧化物陶瓷，高分子聚合物和氯化锂等湿敏材料施加直流电压时，会 导致性能变化，甚至失效，所以这类湿度传感器不能用直流电压或有直流 成份的交流电压。必须是交流电供电。4、互换性目前，湿度传感器普遍存在着互换性差的现象，同一型号的传感器不能互 换，严重影响了使

9、用效果，给维修、调试增加了困难，有些厂家在这方面 作出了种种努力，（但互换性仍很差）取得了较好效果。5、湿度校正校正湿度要比校正温度困难得多。温度标定往往用一根标准温度计作标准 即可，而湿度的标定标准较难实现，干湿球温度计和一些常见的指针式湿 度计是不能用来作标定的，精度无法保证，因其要求环境条件非常严格，一般情况，（最好在湿度环境适合的条件下）在缺乏完善的检定设备时，通常用简单的饱和盐溶液检定法，并测量其温度。二、对湿度传感器性能作初步判断的几种方法在湿度传感器实际标定困难的情况下，可以通过一些简便的方法进行湿度 传感器性能判断与检查。1、一致性判定，同一类型，同一厂家的湿度传感器产品最好一

10、次购买两支以上，越多越说明问题，放在一起通电比较检测输出值，在相对稳定的 条件下，观察测试的一致性。若进一步检测，可在24h内间隔一段时间记录，一天内一般都有高、中、低 3种湿度和温度情况，可以较全面地观察 产品的一致性和稳定性，包括温度补偿特性。2、用嘴呵气或利用其它加湿手段对传感器加湿，观察其灵敏度、重复性、 升湿脱湿性能，以及分辨率，产品的最高量程等。3、对产品作开盒和关盒两种情况的测试。比较是否一致，观察其热效应 情况。4、对产品在高温状态和低温状态（根据说明书标准）进行测试，并恢复 到正常状态下检测和实验前的记录作比较，考查产品的温度适应性，并观 察产品的一致性情况。产品的性能最终要

11、依据质检部门正规完备的检测手段。利用饱和盐溶液作 标定，也可使用名牌产品作比对检测，产品还应进行长期使用过程中的长 期标定才能较全面地判断湿度传感器的质量。三、对市场上湿度传感器产品的几点分析国内市场上出现了不少国内外湿度传感器产品，电容式湿敏元件较为多见，感湿材料种类主要为高分子聚合物，氯化锂和金属氧化物。电容式湿敏元件的优点在于响应速度快、体积小、线性度好、较稳定，国外有些产品还具备高温工作性能。但是达到上述性能的产品多为国外名牌，价 格都较昂贵。市场上出售的一些电容式湿敏元件低价产品，往往达不到上 述水平，线性度、一致性和重复性都不甚理想，30%Rh以下，80%Rh以上感湿段变形严重。有些产品采用单片机补偿修正，使湿度出现阶跃性的跳跃，使精度降低，出现一致性差、线性差的缺点。无论高档次或低档次 的电容式湿敏元件，长期稳定性都不理想，多数长期使用漂移严重，湿敏 电容容值变化为pF级，1%RH勺变化不足0.5pF，容值的漂移改变往往引 起几十RH的误差，大多数电容式湿敏元件不具备40C以上温度下工作的性能，往往失效和损坏。电容式湿敏元件抗腐蚀能力也较欠缺，往往对环境的洁净度要求较高，有的产品还存在光照失效、静电失效等现象，金 属氧化物为陶瓷湿敏电阻，具有湿敏电容相同的优点，但尘埃环境下，陶 瓷细孔被封堵元件就会失效，往往采用通电除尘的方法来处理，但效果不 够理想，且在易燃易