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        Omega熱電偶及PT100 RTD鉑電阻及熱敏電阻溫度傳感器優缺點

        日期:2020-10-09 06:00
        瀏覽次數:2446
        摘要:Omega熱電偶及PT100 RTD鉑電阻及熱敏電阻溫度傳感器優缺點

        omega熱電偶PT100鉑電阻RTD溫度傳感器優缺點

        每種傳感器都有其優勢和劣勢。熱敏電阻的主要優勢是:

        靈敏度:熱敏電阻能隨非常微小的溫度變化而變化。

        精度:熱敏電阻能提供很高的優良精度和誤差。

        成本:對于熱敏電阻的高性能,它的性價比很高。

        堅固性:熱敏電阻的構造使得它非常堅固耐用。

        靈活性:熱敏電阻可配置為多種物理形式,包括極小的包裝。

        密封:玻璃封裝為其提供了密封的包裝,從而避免因受潮而導致傳感器出現故障。

        表面安裝:提供各種尺寸和電阻容差。

        在熱敏電阻的劣勢中,通常只有自動加熱是一個設計考慮因素。必須采取適當措施將感應電流限制在一個足夠低的值,以便使自動加熱錯誤降低到一個可接受的值。

        非線性問題可通過軟件或電路來解決,會引發故障的潮濕問題可通過玻璃封裝來解決。

        所有傳感器都有特定的優勢和劣勢。要確保項目取得成功,關鍵是讓傳感器功能與應用相匹配。

         

        不管是哪種類型的傳感器,所有溫度傳感器都要考慮上述因素。

        不管測量什么,*重要的是要確保測量設備自身不會影響所測量的介質。進行接觸溫度測量時,這一點尤為重要。選擇正確的傳感器尺寸和導線配置是重要的設計考慮因素,以減少"桿效應"及其他測量錯誤。

        將對測量介質的影響降至*低之后,如何準確地測量介質就變得至關重要。準確性涉及傳感器的基本特性、測量準確性等。如果未能解決有關"桿效應"的設計問題,再準確的傳感器也無濟于事。

        響應時間受傳感器元件質量的影響,還會受到導線的一些影響。傳感器越小,響應速度越快。
        YSI Temperature利用微珠技術生產出了某些響應*快的商用熱敏電阻。

        使用微處理器后可以更輕松地調節非線性輸出,因此傳感器輸出的信號調節也更不成問題。YSI 4800Linearizing Circuit允許對熱敏電阻的輸出實施單組件線性化。

        在各采購代理紛紛尋求*廉價的零件之時,工程師們卻認識到了傳感器"一分錢一分貨"的重要性。YSI熱敏電阻可為整體設計提供重要價值。

         

        傳感器特性

         


        NTC熱敏電阻

        鉑RTD

        Omega熱電偶

        半導體

        傳感器

        陶瓷 
        金屬氧化尖晶石

        鉑繞線式 
        或金屬薄膜

        熱電

        半導體 
        連接點

        溫度范圍(常規)

        -100 ~ +325?C -200 ~ +650?C 200 ~ +1750?C -70 ~ 150?C

        準確性(常規)

        0.05 ~ 1.5 ?C 0.1 ~ 1.0?C 0.5 ~ 5.0?C 0.5 ~ 5.0?C

        100?C時的 
        長期穩定性

        0.2?C/年(環氧)

        0.02?C/年(玻璃)


        0.05?C/年(薄膜)

        0.002?C/年(電線)

        可變,某些類型會隨著

        年限的變化而變化

        >1?C/年

        輸出

        NTC電阻

        -4.4%/?C(常規)

        PTC電阻

        0.00385Ω/Ω/?C

        熱電壓

        10?V ~ 40?V/?C

        數字,各種輸出

        線性度

        指數函數 相當線性 多數類型呈非線性 線性

        所需的電源

        恒定電壓或電流 恒定電壓或電流 自供電 4 ~ 30 VDC

        響應時間

        較快,0.12 ~ 10秒 一般較慢,1 ~ 50秒 較快,0.10 ~ 10秒 較慢,5 ~ 50秒

        對電噪聲的敏感度

        相當不敏感,

        僅對高電阻敏感

        相當不敏感 敏感/冷端補償

        很大程度上

        取決于布局

        導線電阻影響

        僅低電阻零件

        很敏感。

        需要三線或四線配置

        對短期運行無影響。

        需要TC延長線。

        不適用

        成本

        低到中

        繞線式——高

        薄膜——低

         

        上述每種主要類型的傳感器的基本操作理論都有所不同。

         

        每種傳感器的溫度范圍也有所不同。Omega熱電偶系列的溫度范圍*廣,跨越多個熱電偶類型。

        精度取決于基本的傳感器特性。所有傳感器類型的精度各不相同,不過鉑元件和熱敏電阻的精度*高。一般而言,精度越高,價格就越高。

        長期穩定性由傳感器隨時間的推移保持其精度的一致程度來決定。穩定性由傳感器的基本物理屬性決定。高溫通常會降低穩定性。鉑和玻璃封裝的繞線式熱敏電阻是*穩定的傳感器。熱電偶和半導體的穩定性則*差。

        傳感器輸出依照類型而有所變化。熱敏電阻的電阻變化與溫度成反比,因此具有負溫度系數(NTC)。鉑等基金屬具有正溫度系數(PTC)。熱電偶的千伏輸出較低,并且會隨著溫度的變化而變化。半導體通??梢哉{節,附帶各種數字信號輸出。

         

        線性度定義了傳感器的輸出在一定的溫度范圍內一致變化的情況。熱敏電阻呈指數級非線性,低溫下的靈敏度遠遠高于高溫下的靈敏度。隨著微處理器在傳感器信號調節電路中的應用越來越廣泛,傳感器的線性度愈發不成問題。

        通電后,熱敏電阻和鉑元件都需要恒定的電壓或電流。功率調節對于控制熱敏電阻或鉑RTD中的自動加熱至關重要。電流調節對于半導體而言不太重要。熱電偶會產生電壓輸出。

        響應時間,即傳感器指示溫度的速度,取決于傳感器元件的尺寸和質量(假定不使用預測方法)。半導體的響應速度*慢。繞線式鉑元件的響應速度是**慢的。鉑薄膜、熱敏電阻和熱電偶提供小包裝,因此帶有高速選件。玻璃微珠是響應速度*快的熱敏電阻配置。

         

        會導致溫度指示有誤的電噪聲是使用熱電偶時的一個主要問題。在某些情況下,電阻極高的熱敏電阻可能是個問題。

        導線電阻可能會導致熱敏電阻或RTD等電阻式設備內出現錯誤偏差。使用低電阻設備(例如100Ω鉑元件)或低電阻熱敏電阻時,這種影響會更加明顯。對于鉑元件,使用三線或四線導線配置來消除此問題。對于熱敏電阻,通常會通過提高電阻值來消除此影響。熱電偶必須使用相同材料的延長線和連接器作為導線,否則可能會引發錯誤。

        盡管熱電偶是*廉價、應用*廣泛的傳感器,但NTC熱敏電阻的性價比卻往往是*高的。

         

        傳感器的優勢和劣勢

         


        NTC熱敏電阻 鉑RTD 熱電偶 半導體
        傳感器 陶瓷(金屬氧化尖晶石) 鉑繞線式或金屬薄膜                熱電

        半導體

        連接點

        優勢
        • ? 靈敏度

        • ? 精度

        • ? 成本

        • ? 堅固耐用

        • ? 包裝靈活

        • ? 密封

        • ? 表面安裝

        • ? 精度

        • ? 穩定性

        • ? 線性度

        • ? 溫度范圍

        • ? 自供電

        • ? 不會自動加熱

        • ? 堅固耐用

        • ? 易于使用

        • ? 板式安裝

        • ? 堅固耐用

        • ? 總成本

        劣勢
        • ? 非線性

        • ? 自動加熱

        • ? 潮濕故障
          (僅對于非玻璃設備)

        • ? 導線電阻錯誤

        • ? 響應時間

        • ? 抗振

        • ? 大小

        • ? 包裝限制

        • ? 冷端補償

        • ? 精度

        • ? 穩定性

        • ? TC延長線

        • ? 精度

        • ? 有限的應用

        • ? 穩定性

        • ? 響應時間

        粵公網安備 44030402001377號

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