提到工作原理,大家都了解,有人问温度传感器的工作原理,当然了,还有朋友想问空调温度传感器的工作原理,这到底是咋回事?事实上温度传感器的工作原理呢,今天给大家说说温度传感器工作原理,欢迎大家阅读!
温度传感器工作原理
温度传感器 temperature
transducer
定义:利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为可用输出信号。温度传感器是温度测量仪表的核心部分,品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类,按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。现代的温度传感器外形非常得小,这样更加让它广泛应用在生产实践的各个领域中,也为我们的生活提供了无数的便利和功能。
分类:温度传感器有四种主要类型:热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)和IC温度传感器。IC温度传感器又包括模拟输出和数字输出两种类型。
工作原理:
1、温度传感器工作原理--热电偶
两种不同导体或半导体的组合称为热电偶。热电偶的热电势EAB(T,T0)是由接触电势和温差电势合成的。接触电势是指两种不同的导体或半导体在接触处产生的电势,此电势与两种导体或半导体的性质及在接触点的温度有关。
当有两种不同的导体和半导体A和B组成一个回路,其两端相互连接时,只要两结点处的温度不同,一端温度为T,称为工作端或热端,另一端温度为TO,称为自由端,则回路中就有电流产生,即回路中存在的电动势称为热电动势。这种由于温度不同而产生电动势的现象称为塞贝克效应。
2、温度传感器工作原理--红外温度传感器
在自然界中,当物体的温度高于绝对零度时,由于它内部热运动的存在,就会不断地向四周辐射电磁波,其中就包含了波段位于0.75~100μm
的红外线,红外温度传感器就是利用这一原理制作而成的。
SMTIR9901/02是一款现在市场上应用比较广的红外传感器,它是基于热电堆的硅基红外传感器。大量的热电偶堆集在底层的硅基上,底层上的高温接点和低温接点通过一层极薄的薄膜隔离它们的热量,高温接点上面的黑色吸收层将入射的放射线转化为热能,由热电效应可知,输出电压与放射线是成比例的,通常热电堆是使用BiSb和NiCr作为热电偶。
3、温度传感器工作原理--模拟温度传感器
AD590是一款电流输出型温度传感器,供电电压范围为3~30V,输出电流223μA~423μA,灵敏度为1μA/℃。当在电路中串接采样电阻R时,R两端的电压可作为输出电压。R的阻值不能取得太大,以保证AD590两端电压不低于3V。AD590输出电流信号传输距离可达到1km以上。作为一种高阻电流源,最高可达20MΩ,所以它不必考虑选择开关或CMOS多路转换器所引入的附加电阻造成的误差。适用于多点温度测量和远距离温度测量的控制。
.4、温度传感器工作原理--数字式温度传感器
它采用硅工艺生产的数字式温度传感器,其采用PTAT结构,这种半导体结构具有精确的,与温度相关的良好输出特性。PTAT的输出通过占空比比较器调制成数字信号,占空比与温度的关系如下式:DC=0.32+0.0047*t,t为摄氏度。输出数字信号故与微处理器MCU兼容,通过处理器的高频采样可算出输出电压方波信号的占空比,即可得到温度。该款温度传感器因其特殊工艺,分辨率优于0.005K。测量温度范围-45到130℃,故广泛被用于高精度场合。
由于温度传感器分为很多类型,所以,不同类型的传感器,它的工作原理也是不同的。
金属膨胀原理设计的传感器
金属在环境温度变化后会产生一个相应的延伸,因此传感器可以以不同方式对这种反应进行信号转换。
双金属片式传感器
双金属片由两片不同膨胀系数的金属贴在一起而组成,随着温度变化,材料A比另外一种金属膨胀程度要高,引起金属片弯曲。弯曲的曲率可以转换成一个输出信号。
双金属杆和金属管传感器
随着温度升高,金属管(材料A)长度增加,而不膨胀钢杆(金属B)的长度并不增加,这样由于位置的改变,金属管的线性膨胀就可以进行传递。反过来,这种线性膨胀可以转换成一个输出信号。
液体和气体的变形曲线设计的传感器
在温度变化时,液体和气体同样会相应产生体积的变化。多种类型的结构可以把这种膨胀的变化转换成位置的变化,这样产生位置的变化输出(电位计、感应偏差、挡流板等等)。
电阻传感器
金属随着温度变化,其电阻值也发生变化。对于不同金属来说,温度每变化一度,电阻值变化是不同的,而电阻值又可以直接作为输出信号。
热电偶传感器
热电偶由两个不同材料的金属线组成,在末端焊接在一起。对这个连接点加热,在它们不加热的部位就会出现电位差。这个电位差的数值与不加热部位测量点的温度有关,和这两种导体的材质有关。这种现象可以在很宽的温度范围内出现,如果精确测量这个电位差,再测出不加热部位的环境温度,就可以准确知道加热点的温度。由于它必须有两种不同材质的导体,所以称之为热电偶。
温度传感器的工作原理?
霍尔电流电压传感器工作原理
直测式霍尔电流传感器
原边电流Ip产生的磁通量聚集在磁路中,并由霍尔器件检测出霍尔电压信号,经过放大器放大,该电压信号精确地反映原边电流。
磁平衡霍尔电流传感器
原边电流Ip产生的磁通量与霍尔电压经放大产生的副边电流Is通过副边线圈所产生的磁通量相平衡。副边电流Is精确地反映原边电流。
磁平衡霍尔电压传感器
原边电压Vp通过原边电阻R1转换为原边电流Ip,Ip产生的磁通量与霍尔电压经放大产生的副边电流Is通过副边线圈所产生的磁通量相平衡。副边电流Is精确地反映原边电压。
霍尔电流电压传感器特点 》》》
◎ 直测式霍尔电流传感器(50A……10000A)
Ⅰ、测量频率: 0……50KHz
Ⅱ、反应时间: <7uS
Ⅲ、线性度: 1%
Ⅳ、电源耗电少
◎ 磁平衡霍尔电流传感器(1A……1000A)
Ⅰ、测量频率: 0……150KHz
Ⅱ、精度: 0.2%
Ⅲ、反应时间: <1uS
Ⅳ、线性度好: 0.1%
◎ 磁平衡霍尔电压传感器
Ⅰ、测量频率: 0……20KHz
Ⅱ、线性度好: 0.1%
Ⅲ、反应时间: 40uS
使用传感器模块注意事项 》》》
◎ 传感器模块在使用时,应先接通副边电源,再接通原边电流或电压。
◎ 在选用传感器模块时,要根据测量范围、精度、反应时间及接线方式等参数,选用不同型号的传感器。
◎ 测量电流时,最好使用单根导线充满传感器模块孔径,以便得到最佳的动态性能和灵敏度。
◎ 传感器模块的最佳测量精度是额定值下测得的,当测量值低于额定值时,原边用多匝绕线,使总的安匝数接近额定值,从而获得最佳测量精度。
◎ 电流母线温度不得超过100度
空调温度传感器的工作原理!
工作原理:
空调温度传感器为负温度系数热敏电阻,简称ntc,其阻值随温度升高而降低,随温度降低而增大。25℃时的阻值为标称值。
空调常用的ntc有室内环温ntc、室内盘管ntc、室外盘管ntc等三个,较高档的空调还应用外环温ntc、压缩机吸气、排气ntc等。温度变化使ntc阻值变化,cpu端子的电压也随之变化,cpu根据电压的变化来决定空调的工作状态。
空调温度传感器的构成
空调常用的NTC有室内环温NTC、室内盘管NTC、室外盘管NTC等三个,较高档的空调还应用外环温NTC、压缩机吸气、排气NTC等。 NTC在电路中,温度变化使NTC阻值变化,CPU端子的电压也随之变化,CPU根据电压的变化来决定空调的工作状态。
空调环境温度传感器工作原理
空调温度传感器为负温度系数热敏电阻,简称NTC,其阻值随温度升高而降低,随温度降低而增大。25℃时的阻值为标称值。NTC常见的故障为阻值变大、开路、受潮霉变阻值变化、短路、插头及座接触不好或漏电等,引起空调CPU检测端子电压异常引起空调故障。 空调常用的NTC有室内环温NTC、室内盘管NTC、室外盘管NTC等三个,较高档的空调还应用外环温NTC、压缩机吸气、排气NTC等。NTC在电路中主要有如图一所示两种用法,温度变化使NTC阻值变化,CPU端子的电压也随之变化,CPU根据电压的变化来决定空调的工作状态。 本文附表为几种空调的NTC参数。 室内环温NTC作用: 室内环温NTC根据设定的工作状态,检测室内环境的温度自动开停机或变频。定频空调使室内温度温差变化范围为设定值 +1℃,即若制冷设定24℃时,当温度降到23℃压缩机停机,当温度回升到25℃压缩机工作;若制热设定24℃时,当温度升到25℃压缩机停机,当温度回落到23℃压缩机工作。 值得说明的是温度的设定范围一般为15℃—30℃之间,因此低于15℃的环温下制冷不工作,高于30℃的环温下制热不工作。
热电偶温度传感器工作原理是什么
热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过,此时两端之间就存在电动势——热电动势,这就是所谓的塞贝克效应。两种不同成份的均质导体为热电极,温度较高的一端为工作端,温度较低的一端为自由端,自由端通常处于某个恒定的温度下。根据热电动势与温度的函数关系, 制成热电偶分度表; 分度表是自由端温度在0℃时的条件下得到的,不同的热电偶具有不同的分度表。
温度传感器的工作原理
空调温度传感器为负温度系数热敏电阻,简称NTC,其阻值随温度升高而降低,随温度降低而增大。25℃时的阻值为标称值。NTC常见的故障为阻值变大、开路、受潮霉变阻值变化、短路、插头及座接触不好或漏电等,引起空调CPU检测端子电压异常引起空调故障。 空调常用的NTC有室内环温NTC、室内盘管NTC、室外盘管NTC等三个,较高档的空调还应用外环温NTC、压缩机吸气、排气NTC等。NTC在电路中主要有如图一所示两种用法,温度变化使NTC阻值变化,CPU端子的电压也随之变化,CPU根据电压的变化来决定空调的工作状态。 本文附表为几种空调的NTC参数。 室内环温NTC作用: 室内环温NTC根据设定的工作状态,检测室内环境的温度自动开停机或变频。定频空调使室内温度温差变化范围为设定值 +1℃,即若制冷设定24℃时,当温度降到23℃压缩机停机,当温度回升到25℃压缩机工作;若制热设定24℃时,当温度升到25℃压缩机停机,当温度回落到23℃压缩机工作。 值得说明的是温度的设定范围一般为15℃—30℃之间,因此低于15℃的环温下制冷不工作,高于30℃的环温下制热不工作。 变频空调根据设定的工作温度和室内温度的差值进行变频调速,差值越大压缩机工作频率越高,因此,压缩机启动以后转速很快提升。 室内盘管NTC 室内盘管制冷过冷(低于+3℃)保护检测、制冷缺氟检测;制热防冷风吹出、过热保护检测。 空调制冷30分钟自动检查室内盘管的温度,若降温达不到20℃则自动诊断为缺氟而保护。若因某些原因室内盘管温度降到+3℃以下为防结霜也停机(过冷) 制热时室内盘管温度底于32℃内风机不吹风(防冷风),高于52℃外风机停转,高于58℃压缩机停转(过热);有的空调制热自动控制内风机风速;有的空调自动切换电辅热 变频空调转速控制等。 室外盘管NTC 制热化霜温度检测,制冷冷凝温度检测。 制热化霜是热泵机一个重要的功能,第一次化霜为CPU定时(一般在50分钟),以后化霜则由室外盘管NTC控制(一般为—11℃要化霜,+9℃则制热)。 制冷冷凝温度达68℃停压缩机,代替高压压力开关的作用;变频制冷则降频阻止盘管继续升温。 外环温NTC 控制室外风机的转速、冬季预热压缩机等。 排气NTC 使变频压缩机降频,避免外机过热,缺氟检测等。 吸气NTC 控制制冷剂流量,有步进电机控制节流阀实现。 故障分析 室内外盘管NTC损坏率最高,故障现象也各种各样。室内外盘管NTC由于位处温度不断变化及结露或高温的环境,所以其损坏率较高。主要表现在电源正常而整机不工作、工作短时间停机、制热时外机正常内风机不运转、外风机不工作或异常停转,压缩机不启动,变频效果差,变频不工作,制热不化霜等。 化霜故障可代换室外盘管NTC或室外化霜板。 在电源正常而空调不工作时也要查室内环温NTC;空调工作不停机或达不到设定温度停机,也要先查室内环温NTC;变频空调工作不正常也会和它有关。因室内环温NTC若出现故障会使得CPU错误地判断室内环温而引起误动作。室内环温NTC损坏率不是很高
温度传感器的工作原理?
电磁继电器原理
当温度达到一定数值时,温度计里面的液面接触导线,连通低电压、弱电流电路,电磁铁获得磁性,吸引衔铁,从而接通另一个高电压、强电流电路!
温度传感器的工作原理
温度传感器(temperature transducer),是利用物质各种物理性质随温度变化的规律,把温度转换为电量的传感器。这些呈现规律性变化的物理性质主要有体。温度传感器是温度测量仪表的核心部分,品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类,按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。
金属膨胀原理设计的传感器:金属在环境温度变化后会产生一个相应的延伸,因此传感器可以以不同方式对这种反应进行信号转换。
双金属片式传感器: 双金属片由两片不同膨胀系数的金属贴在一起而组成,随着温度变化,材料A比另外一种金属膨胀程度要高,引起金属片弯曲。弯曲的曲率可以转换成一个输出信号。
双金属杆和金属管传感器:随着温度升高,金属管(材料A)长度增加,而不膨胀钢杆(金属B)的长度并不增加,这样由于位置的改变,金属管的线性膨胀就可以进行传递。反过来,这种线性膨胀可以转换成一个输出信号。
液体和气体的变形曲线设计的传感器:在温度变化时,液体和气体同样会相应产生体积的变化。 多种类型的结构可以把这种膨胀的变化转换成位置的变化,这样产生位置的变化输出(电位计、感应偏差、挡流板等等)。
电阻传感器: 金属随着温度变化,其电阻值也发生变化。 对于不同金属来说,温度每变化一度,电阻值变化是不同的,而电阻值又可以直接作为输出信号。 电阻共有两种变化类型 1.正温度系数 温度升高 = 阻值增加 温度降低 = 阻值减少 2.负温度系数 温度升高 = 阻值减少 温度降低 = 阻值增加
热电偶传感器 : 热电偶由两个不同材料的金属线组成,在末端焊接在一起。对这个连接点加热,在它们不加热的部位就会出现电位差。这个电位差的数值与不加热部位测量点的温度有关,和这两种导体的材质有关。这种现象可以在很宽的温度范围内出现,如果精确测量这个电位差,再测出不加热部位的环境温度,就可以准确知道加热点的温度。由于它必须有两种不同材质的导体,所以称之为热电偶。不同材质做出的热电偶使用于不同的温度范围,它们的灵敏度也各不相同。热电偶的灵敏度是指加热点温度变化1℃时,输出电位差的变化量。对于大多数金属材料支撑的热电偶而言,这个数值大约在5~40微伏/℃之间。 热电偶传感器有自己的优点和缺陷,它灵敏度比较低,容易受到环境干扰信号的影响,也容易受到前置放大器温度漂移的影响,因此不适合测量微小的温度变化。由于热电偶温度传感器的灵敏度与材料的粗细无关,用非常细的材料也能够做成温度传感器。也由于制作热电偶的金属材料具有很好的延展性,这种细微的测温元件有极高的响应速度,可以测量快速变化的过程。