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1、应用场景:白色家电(空调、冰箱、烤箱、热水器、BBQ烤炉等)、工业设备(3D打印机、机床、加热器等)、新能源(锂电池、太阳能板等)、冷链运输、管道测温等
2、温度范围:-40~+300℃,-55~+125℃,-200~650℃,-40~+1600℃等
3、芯片规格:NTC(R值和B值)、Pt100/Pt1000、DS18B20、热电偶(K、N、E、J、T、S等)
4、精度等级:NTC(1%、2%),Pt100/Pt1000(AA/A/B级),热电偶(Ⅰ/Ⅱ级)等
5、外壳材质:不锈钢、黄铜、铜镀镍、ABS等
6、外壳结构及尺寸:直管探头(直径*长度)、螺纹探头(螺纹规格:M螺纹、G螺纹、NPT螺纹等)等
7、线缆材质及长度:PVC、TPE、硅胶、不锈钢网编织线缆、特氟龙、玻璃纤维、PFA等。
8、线尾端子:挂锡、针型端子、U型端子、Molex、JST、RJ水晶头、航插等
常见的温度传感器种类有:负温度系数热敏电阻NTC、数字传感器DS18B20、铂电阻(Pt100/Pt1000)、热电偶(K、N、E、J、T、S等)等。
选择合适的温度传感器主要考虑以下几点:温度范围、精度、输出信号。
传感器类型 |
NTC |
Pt100/Pt1000 |
DS18B20 |
热电偶 |
温度范围 |
-40~+300℃ |
-200~+650℃ |
-55~+125℃ |
-40~+1600℃ |
精度 |
±1%,±2% |
±0.1/0.15/0.3℃ |
±0.5℃ |
Ⅰ级:±1.5℃/±0.4%ltl Ⅱ级:±2.5℃/±0.75%ltl |
输出信号 |
电阻 |
电阻 |
数字 |
mV |
温度传感器线缆选型最重要的因素是由温度范围决定的,不同温度范围选择不同材质的线缆,常见线缆材质耐温范围如下:
铂电阻有两线制、三线制、四线制三种接线方式,区别如下:
两线制:在热电阻感温元件的两端各连一根导线的引线形式为两线制。这种引线方式会带进引线电阻的附加加误差,在使用引线不宜过长。一般适用于精度要求不高的场合。
三线制:在热电阻感温元件的一端连接两根引线,另一端连接一根引线,这种引线形式称为三线制。它可以消除内引线电阻的影响,测量精度高于两线制。测量三线制铂电阻的电路一般是不平衡电桥,铂电阻作为电桥的一个桥臂电阻。当桥路平衡时,导线电阻的变化对测量结果没有任何影响,这样就消除了导线线路电阻带来的测量误差(前提是必须为全等臂电桥,否则不可能完全消除对导线电阻的影响)。采用三线制会大大减小导线电阻带来的附加误差,工业中一般都采用三线制接线方式。
四线制:在热电阻感温元件的两端各连两根引线,这种引线形式称为四线制。四线测量采用两条附加测试线提供恒定电流,另外两条测试线测量未知电阻的电压降,因此在电压表输入阻抗足够高的情况下,电流几乎不流过电压表,这样就可以精确测量未知电阻上的压降,从而计算出电阻值。一般适用于高精度的场合。
热电偶是将两种不同材料的导体焊接起来,构成一个闭合回路,当两个接点温度不同时,在回路中就会产生热电动势,这种现象称为热电效应,热电偶就是通过测量热电动势来实现测温的。
NTC热敏电阻常见的参数有:电阻值、B值、耗散系数、热时间常数、电阻温度系数。
NTC热敏电阻电阻值:R〔Ω〕
NTC热敏电阻B: B值〔K〕
B值:B〔k〕
NTC热敏电阻耗散系数:δ〔mW/℃〕
NTC热敏电阻热时间常数: τ〔sec.〕
NTC热敏电阻电阻温度系数:α〔%/℃〕
通常有三种计算方法:查表法、Steinhart-Hart方程、B值法。
查表法:每个NTC有对应的R-T阻值表,可以使用查表法进行差值计算,找到阻值对应的温度值。
Steinhart-Hart方程:1/T = A + B•ln(R) + C•[ln(R)]
B值计算法:R = R(25℃)•exp[B•(1/T - 1/298.15)]
注:NTC阻值曲线是非线性的,不能完全按照公式计算转换阻值和温度。而如果要通过公式计算,也是有限制条件的。
例如:B值通常是通过25℃和50℃/85℃阻值计算出来的,注意这两个温度点,意思就是说在25℃-50℃/85℃之间,B值是多少,在这个温度范围内,可以通过B值计算转换阻值和温度,超出后就不行了,只能通过查表或者两点中间值得出结果。
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