溫度傳感器誤差是怎么來的?溫度傳感器有哪些應(yīng)用?
溫度傳感器,一聽就知道是傳感器中的一種類型。通過溫度傳感器,可以對周圍的溫度進行測量。為增進大家對溫度傳感器的認(rèn)識,本文將對溫度傳感器誤差、溫度傳感器的應(yīng)用予以介紹。如果你對溫度傳感器具有興趣,不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
一、溫度傳感器誤差
1、安裝不當(dāng)引入的誤差
如熱電偶安裝的位置及插入深度不能反映爐膛的真實溫度等,換句話說,熱電偶不應(yīng)裝在太靠近門和加熱的地方,插入的深度至少應(yīng)為保護管直徑的8~10倍;熱電偶的保護套管與壁間的間隔未填絕熱物質(zhì)致使?fàn)t內(nèi)熱溢出或冷空氣侵入,因此熱電偶保護管和爐壁孔之間的空隙應(yīng)用耐火泥或石棉繩等絕熱物質(zhì)堵塞以免冷熱空氣對流而影響測溫的準(zhǔn)確性;熱電偶冷端太靠近爐體使溫度超過100℃;熱電偶的安裝應(yīng)盡可能避開強磁場和強電場,所以不應(yīng)把熱電偶和動力電纜線裝在同一根導(dǎo)管內(nèi)以免引入干擾造成誤差;熱電偶不能安裝在被測介質(zhì)很少流動的區(qū)域內(nèi),當(dāng)用熱電偶測量管內(nèi)氣體溫度時,必須使熱電偶逆著流速方向安裝,而且充分與氣體接觸。
2、絕緣變差而引入的誤差
如熱電偶絕緣了,保護管和拉線板污垢或鹽渣過多致使熱電偶極間與爐壁間絕緣不良,在高溫下更為嚴(yán)重,這不僅會引起熱電勢的損耗而且還會引入干擾,由此引起的誤差有時可達(dá)上百度。
3、熱惰性引入的誤差
由于熱電偶的熱惰性使儀表的指示值落后于被測溫度的變化,在進行快速測量時這種影響尤為突出。所以應(yīng)盡可能采用熱電極較細(xì)、保護管直徑較小的熱電偶。測溫環(huán)境許可時,甚至可將保護管取去。由于存在測量滯后,用熱電偶檢測出的溫度波動的振幅較爐溫波動的振幅小。測量滯后越大,熱電偶波動的振幅就越小,與實際爐溫的差別也就越大。當(dāng)用時間常數(shù)大的熱電偶測溫或控溫時,儀表顯示的溫度雖然波動很小,但實際爐溫的波動可能很大。為了準(zhǔn)確的測量溫度,應(yīng)當(dāng)選擇時間常數(shù)小的熱電偶。時間常數(shù)與傳熱系數(shù)成反比,與熱電偶熱端的直徑、材料的密度及比熱成正比,如要減小時間常數(shù),除增加傳熱系數(shù)以外,最有效的辦法是盡量減小熱端的尺寸。使用中,通常采用導(dǎo)熱性能好的材料,管壁薄、內(nèi)徑小的保護套管。在較精密的溫度測量中,使用無保護套管的裸絲熱電偶,但熱電偶容易損壞,應(yīng)及時校正及更換。
4、熱阻誤差
高溫時,如保護管上有一層煤灰,塵埃附在上面,則熱阻增加,阻礙熱的傳導(dǎo),這時溫度示值比被測溫度的真值低。因此,應(yīng)保持熱電偶保護管外部的清潔,以減小誤差。
二、溫度傳感器的應(yīng)用
(1)冰箱中的溫度傳感器。當(dāng)冰箱內(nèi)的溫度高于設(shè)定值時,制冷系統(tǒng)自動啟動;而當(dāng)溫度低于設(shè)定值時,制冷系統(tǒng)又會自動停止。冰箱溫度的控制是通過溫度傳感器實現(xiàn)的。
(2)汽車中的溫度傳感器。車用傳感器是汽車電子設(shè)備的重要組成部分,擔(dān)負(fù)著信息收集的任務(wù)。在汽車電噴發(fā)動機系統(tǒng)、自動空調(diào)系統(tǒng)中,溫度是需測量和控制的重要參數(shù)之一。發(fā)動機熱狀態(tài)的測量、氣體及液體溫度的測量,都需要溫度傳感器來完成。因而車用溫度傳感器是必不可少的。由于發(fā)動機工作在高溫(發(fā)動機表面溫度可達(dá)150℃、排氣歧管可達(dá)650℃)、振動(加速度30g)、沖擊(加速度50g)、潮濕(100%RH,-40℃-120℃)以及蒸汽、鹽霧、腐蝕和油泥污染的惡劣環(huán)境中,因此發(fā)動機控制系統(tǒng)用傳感器耐惡劣環(huán)境的技術(shù)指標(biāo)要比一般工業(yè)用傳感器高1-2個數(shù)量級,其中最關(guān)鍵的是測量精度和可靠性。否則,由傳感器帶來的測量誤差將最終導(dǎo)致發(fā)動機控制系統(tǒng)難以正常工作或產(chǎn)生故障。 溫度傳感器主要用于檢測發(fā)動機溫度、吸入氣體溫度、冷卻水溫度、燃油溫度以及催化溫度等。
(3)家用電器中的溫度傳感器。溫度傳感器廣泛應(yīng)用于家用電器(微波爐、空調(diào)、油煙機、吹風(fēng)機、烤面包機、電磁爐、炒鍋、暖風(fēng)機冰箱、冷柜、熱水器、飲水機、洗碗機、消毒柜、洗衣機、烘干機以及中低溫干燥箱、恒溫箱等場合的溫度測量與控制等)、醫(yī)用/家用體溫計,便攜式非接觸紅外溫度測溫儀等等許多方面。
(4)醫(yī)療儀器和設(shè)備中的溫度傳感器。醫(yī)學(xué)上應(yīng)用各種傳感器對人體溫度、血壓及腔內(nèi)壓力、血液及呼吸流量、心腦電波、脈搏及心音等進行高準(zhǔn)確度的檢測,及時反饋治療結(jié)果,實現(xiàn)對患者的自動檢測和監(jiān)護。
(5)機器人中的溫度傳感器。機器人越來越智能化,來源于機器人應(yīng)用了許多傳感器對其行為進行控制與監(jiān)測,如位置傳感器、速度傳感器、觸覺傳感器、視覺傳感器、嗅覺傳感器等。
(6)航空航天中溫度傳感器。飛機、火箭、宇宙飛船等飛行器使用多種傳感器對飛行速度、方向、距離和飛行姿態(tài)等進行檢測,以便做出準(zhǔn)確的測量。
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