El termopar del sensor de temperatura es uno de los componentes de detección de temperatura más utilizados en la industria. Sus ventajas son:
①Alta precisión de medición. Dado que el termopar del sensor de temperatura está en contacto directo con el objeto medido, no se ve afectado por el medio intermedio.
②Amplio rango de medición. Los termopares de sensores de temperatura ordinarios pueden medir continuamente -50 ~ 1600 ℃, y algunos termopares de sensores de temperatura especiales pueden medir tan solo -269 ℃ (como Au-Fe-Ni-Cr) y tan altos como 2800 ℃ (como W- Re) .
③Estructura simple y fácil de usar. El termopar del sensor de temperatura generalmente se compone de dos cables metálicos diferentes y no está limitado por el tamaño ni la apertura. Hay una cubierta protectora en el exterior, que es muy conveniente de usar.
1. Medición de temperatura por termopar Principio básico
Suelde dos conductores o semiconductores A y B de diferentes materiales en un circuito cerrado, como se muestra en la Figura 2-1-1. Cuando hay una diferencia de temperatura entre los dos puntos continuos 1 y 2 de los conductores A y B, se generará una fuerza electromotriz entre ellos, formándose así un cierto tamaño de corriente en el bucle. Este fenómeno se llama efecto termoeléctrico. El termopar del sensor de temperatura funciona aprovechando este efecto.
2. Tipos y formas estructurales de termopares con sensor de temperatura
(1) Tipos de termopares con sensor de temperatura
Los termopares con sensor de temperatura de uso común se pueden dividir en temperatura estándar Termopares con sensor y termopares con sensor de temperatura no estándar. El llamado termopar con sensor de temperatura estándar se refiere a un termopar con sensor de temperatura cuya relación entre el potencial termoeléctrico y la temperatura y el error permitido están estipulados en los estándares nacionales, y tiene una escala estándar unificada e instrumentos de visualización de soporte para su selección. Los termopares con sensor de temperatura no estandarizados no son tan buenos como los termopares con sensor de temperatura estandarizados en términos de rango de aplicación u orden de magnitud. Generalmente no tienen una tabla de graduación unificada y se utilizan principalmente para mediciones en algunas ocasiones especiales. Termopar con sensor de temperatura estandarizado de mi país, desde junio de 1988 hasta 65438 el 1 de octubre, todos los termopares con sensor de temperatura y las resistencias térmicas con sensor de temperatura se producen de acuerdo con los estándares internacionales IEC, con siete temperaturas estandarizadas de S, B, E, K, R, J y T El termopar del sensor está designado como el termopar del sensor de temperatura de diseño uniforme en mi país.
(2) Forma estructural del termopar del sensor de temperatura Para garantizar el funcionamiento confiable y estable del termopar del sensor de temperatura, sus requisitos estructurales son los siguientes:
①Dos electrodos calientes del termopar del sensor de temperatura La soldadura debe ser firme;
②Los dos electrodos calientes deben estar bien aislados para evitar cortocircuitos;
③La conexión entre el cable de compensación y el extremo libre del sensor de temperatura el termopar debe ser conveniente y confiable;
(4) La cubierta protectora debe garantizar un aislamiento completo del electrodo caliente de medios dañinos.
3. Compensación de temperatura del extremo frío del termopar del sensor de temperatura
Dado que el material del termopar del sensor de temperatura es generalmente relativamente caro (especialmente cuando se utilizan metales caros) y el El punto de medición de temperatura es diferente del instrumento. La distancia es muy larga. Para ahorrar materiales del termopar y reducir costos, generalmente se usan cables de compensación para extender el extremo frío (extremo libre) del termopar del sensor de temperatura a la sala de control con temperatura estable. y conéctelo a los terminales del instrumento. Cabe señalar que la línea de compensación del termopar del sensor de temperatura solo sirve para extender el electrodo caliente y mueve el extremo frío del termopar del sensor de temperatura hasta el extremo del instrumento de la sala de control. No elimina por sí solo el impacto del frío. Cambio de temperatura final en la medición de temperatura, sin función de compensación. Por lo tanto, se necesitan otros métodos de corrección para compensar el impacto de la temperatura de la unión fría t0≠0℃ en la medición de temperatura.
Al utilizar la línea de compensación del termopar del sensor de temperatura, se debe prestar atención a la coincidencia del modelo y la polaridad no puede estar equivocada. La temperatura en el extremo de conexión del cable de compensación y el termopar del sensor de temperatura no debe exceder los 100 °C.
2. Principio de aplicación de la resistencia térmica del sensor de temperatura
La resistencia térmica del sensor de temperatura es el detector de temperatura más utilizado en áreas de temperatura media y baja. Sus características principales son una alta precisión de medición y un rendimiento estable. Entre ellos, la resistencia de platino tiene la mayor precisión de medición. No solo se usa ampliamente en la medición de temperatura industrial, sino que también se utiliza como instrumento de referencia estándar.
1. Principio y materiales de medición de temperatura de resistencia térmica del sensor de temperatura
La medición de temperatura de resistencia térmica del sensor de temperatura se basa en la característica de que el valor de resistencia de un conductor metálico aumenta a medida que aumenta la temperatura. La mayoría de las resistencias térmicas de los sensores de temperatura están hechas de materiales metálicos puros, y el platino y el cobre son actualmente los más utilizados. Además, se han utilizado materiales como platino, níquel, manganeso y rodio para fabricar resistencias térmicas para sensores de temperatura.
2. Estructura de resistencia térmica del sensor de temperatura
(1) Ser competente en la resistencia térmica del sensor de temperatura La estructura y características del elemento sensor de temperatura de resistencia térmica (resistencia) de temperatura común. Los sensores en la industria se muestran en la Tabla 2-1-11. De acuerdo con el principio de medición de temperatura de la resistencia térmica del sensor de temperatura, el cambio en la temperatura medida se mide directamente a través del cambio en el valor de resistencia de la resistencia térmica del sensor de temperatura. Por lo tanto, los cambios en la resistencia de varios cables, como el cable conductor de la resistencia térmica del sensor de temperatura, afectarán la medición de temperatura. Para eliminar la influencia de la resistencia del cable, se utiliza un sistema de tres o cuatro hilos. Consulte la Sección 1 del Capítulo 3 de este artículo para obtener más detalles.
(2) Resistencia térmica del sensor de temperatura blindada La resistencia térmica del sensor de temperatura blindada es un sólido compuesto por un elemento sensor de temperatura (resistencia), cable, material aislante y carcasa de acero inoxidable, como se muestra en la Figura 2-1- 7 mostrado. Su diámetro exterior es generalmente de φ2~φ8 mm y el mínimo puede ser de φ mm.
En comparación con la resistencia térmica de los sensores de temperatura ordinarios, tiene las siguientes ventajas: ① Tamaño pequeño, sin espacio de aire en el interior y pequeño retraso en la medición de la inercia térmica ② Buenas propiedades mecánicas, resistencia a vibraciones y resistencia al impacto; ③Flexible, fácil de instalar y de larga vida útil.
(3) Sensor de temperatura del extremo Resistencia térmica Sensor de temperatura del extremo Resistencia térmica El elemento sensor de temperatura está hecho de un cable de resistencia especialmente tratado y está firmemente sujeto a la cara del extremo del termómetro. Su estructura se muestra en la Figura. 2-1-8. En comparación con la resistencia térmica de los sensores de temperatura axiales generales, puede reflejar la temperatura real de la cara del extremo medida con mayor precisión y rapidez, y es adecuado para medir la temperatura de la cara del extremo de piezas como casquillos de cojinetes.
(4) Resistencia térmica del sensor de temperatura a prueba de explosiones La resistencia térmica del sensor de temperatura a prueba de explosiones pasa a través de una caja de conexiones especialmente estructurada y la explosión del gas mixto explosivo en la carcasa debido a la influencia de chispas o Los arcos están restringidos en la caja de conexiones, no se producirá una explosión excesiva en el sitio de producción. La resistencia térmica del sensor de temperatura a prueba de explosiones se puede utilizar para medir la temperatura de lugares con riesgo de explosión en áreas de nivel Bla~B3c.
3. Composición del sensor de temperatura y el sistema de medición de temperatura de resistencia térmica
El sensor de temperatura y el sistema de medición de temperatura de resistencia térmica generalmente consisten en un sensor de temperatura y una resistencia térmica, cables de conexión e instrumentos de visualización. Debemos prestar atención a los dos puntos siguientes:
①La resistencia térmica del sensor de temperatura y el número de escala del instrumento de visualización deben ser consistentes.
② Para eliminar la influencia de los cambios en la resistencia del cable de conexión, se debe utilizar una conexión de tres cables. Consulte el Capítulo 3 de este artículo para obtener más detalles.
(2) Resistencia térmica del sensor de temperatura blindado La resistencia térmica del sensor de temperatura blindado es un sólido compuesto por un elemento sensor de temperatura (resistencia), cable, material aislante y carcasa de acero inoxidable, como se muestra en la Figura 2-1- 7 mostrado. Su diámetro exterior es generalmente de φ2~φ8 mm, y el mínimo puede alcanzar φ mm. En comparación con la resistencia térmica de los sensores de temperatura ordinarios, tiene las siguientes ventajas: ① Tamaño pequeño, sin espacio de aire en el interior y pequeño retraso en la medición de la inercia térmica; Buenas propiedades mecánicas, resistencia a vibraciones y impactos; ③ Flexibilidad y fácil instalación; ④ Larga vida útil.
(3) Sensor de temperatura del extremo Resistencia térmica Sensor de temperatura del extremo Resistencia térmica El elemento sensor de temperatura está hecho de un cable de resistencia especialmente tratado y está firmemente sujeto a la cara del extremo del termómetro. Su estructura se muestra en la Figura. 2-1-8. En comparación con la resistencia térmica de los sensores de temperatura axiales generales, puede reflejar la temperatura real de la cara del extremo medida con mayor precisión y rapidez, y es adecuado para medir la temperatura de la cara del extremo de piezas como casquillos de cojinetes.
(4) Resistencia térmica del sensor de temperatura a prueba de explosiones La resistencia térmica del sensor de temperatura a prueba de explosiones pasa a través de una caja de conexiones especialmente estructurada, y el gas mixto explosivo en la carcasa inevitablemente abrirá el circuito debido a la sombra. Resistencia como chispas o arcos. La reparación cambia la longitud del cable de la resistencia, por lo que es mejor reemplazar la resistencia. Si se utiliza reparación por soldadura, solo se puede utilizar después de soldar.
/cdbbs/2008-3/24/0832449 FDA 9 a 40. html
Con el desarrollo de los tiempos, la investigación científica, la agricultura, la climatización, el textil, la sala de ordenadores, la industria aeroespacial , Los sectores industriales como el de la energía eléctrica tienen una demanda cada vez mayor de sensores de humedad y tienen requisitos cada vez más altos en cuanto a la calidad del producto. El control de la temperatura y la humedad ambiente y el seguimiento y análisis del valor de humedad de los materiales industriales se han convertido en una de las condiciones técnicas más comunes. Los productos de sensores de humedad y la medición de la humedad pertenecen a la industria que surgió en la década de 1990. Cómo hacer un buen uso de los sensores de humedad y cómo juzgar su rendimiento sigue siendo una cuestión técnica compleja para los usuarios comunes.
El siguiente artículo es para su referencia.
1. Clasificación y características de detección de humedad de los sensores de humedad.
Los sensores de humedad se dividen en dos tipos: resistivos y capacitivos. La forma básica del producto es recubrir materiales sensibles a la humedad sobre el sustrato para formar una película sensible a la humedad. Después de que el vapor de agua del aire se adsorbe en el material sensible a la humedad, la impedancia y la constante dieléctrica del componente cambian mucho, lo que crea un componente sensible a la humedad.
Los productos de sensores de humedad de fabricantes nacionales y extranjeros son de diferentes niveles, con grandes diferencias en calidad y precio. De hecho, a los usuarios les resulta difícil elegir el producto ideal con la mejor relación precio/rendimiento, y esto es necesario comprenderlo en profundidad. El sensor de humedad tiene las siguientes características:
1. Precisión y estabilidad a largo plazo
La precisión del sensor de humedad debe alcanzar 2 ~ 5 RH. Sin este nivel, es difícil utilizarlo como instrumento de medición. Es difícil que el sensor de humedad alcance 2~3 RH. Normalmente, las propiedades proporcionadas en los datos del producto se miden a temperatura normal (20 °C a 10 °C) y en gas limpio. En el uso real, debido a la influencia del polvo, aceite y gases nocivos, el sensor de humedad envejecerá y su precisión disminuirá después de un uso prolongado. En términos generales, la estabilidad a largo plazo y la vida útil son los principales problemas que afectan la calidad de los sensores de humedad. Hay muy pocos productos con deriva anual controlada a un nivel de 1RH, generalmente alrededor de 2 o incluso más.
2. Coeficiente de temperatura del sensor de humedad
Además de ser sensible a la humedad ambiental, el sensor de humedad también es muy sensible a la temperatura. Su coeficiente de temperatura generalmente está en el rango de 0,2. ~0.8RH/℃, algunos sensores de humedad tienen diferentes coeficientes de temperatura bajo diferentes humedades relativas. La deriva de temperatura no es lineal, lo que requiere agregar una fórmula de compensación de temperatura al circuito. Los sensores de humedad compensados por software de microcontrolador o sin compensación de temperatura no pueden garantizar la precisión de todo el rango de temperatura. La linealización de la curva de deriva de temperatura del sensor de humedad afecta directamente al efecto de compensación y la deriva de temperatura no lineal a menudo se compensa mal. Sólo utilizando la temperatura del hardware después de la compensación podemos obtener el efecto de compensación real. El rango de temperatura de funcionamiento del sensor de humedad también es un parámetro importante. La mayoría de los sensores de humedad tienen dificultades para funcionar correctamente por encima de los 40°C.
3. Fuente de alimentación para sensor de humedad
Cuando se aplica voltaje CC a materiales sensibles a la humedad como cerámicas de óxido metálico, polímeros y cloruro de litio, provocará cambios en el rendimiento o incluso Por lo tanto, este tipo de sensor de humedad no puede utilizar voltaje CC o voltaje CA que contenga componentes CC. Debe estar alimentado por corriente alterna.
4. Intercambiabilidad
Actualmente existe un fenómeno común de mala intercambiabilidad de los sensores de humedad del mismo modelo, lo que afecta seriamente el efecto de uso y aumenta la dificultad de. mantenimiento y depuración. Algunos fabricantes han realizado diversos esfuerzos en este sentido, pero la intercambiabilidad sigue siendo muy pobre y se han logrado buenos resultados.
5. Corrección de la humedad
Corregir la humedad es mucho más difícil que corregir la temperatura. Los termómetros estándar se utilizan a menudo como patrones para la calibración de temperatura, pero los estándares para la calibración de humedad son difíciles de lograr. Los termómetros de bulbo húmedo y seco y algunos higrómetros de puntero comunes no se pueden utilizar para la calibración y no se puede garantizar su precisión porque sus condiciones ambientales son muy estrictas. Generalmente, en ausencia de un equipo de calibración completo, se suele utilizar un método de calibración simple con solución salina saturada para medir sus temperaturas.
2. Varios métodos para juzgar inicialmente el rendimiento de los sensores de humedad.
Cuando resulta difícil calibrar el sensor de humedad, puede utilizar algunos métodos sencillos para juzgar y comprobar el rendimiento del sensor de humedad.
1. Determinación de la coherencia: lo mejor es comprar dos o más productos de sensores de humedad del mismo modelo y fabricante a la vez.
Cuantos más productos hay, más problemas hay. Júntelos para comparar los valores de salida y observe la consistencia de la prueba en condiciones relativamente estables. Si se realizan más pruebas, las grabaciones se pueden realizar a intervalos de 24 horas. Generalmente, hay tres tipos de humedad y temperatura en un día, y la consistencia y estabilidad del producto se pueden observar de manera integral, incluidas las características de compensación de temperatura.
2. Utilice respiración bucal u otros métodos de humidificación para humidificar el sensor y observe su sensibilidad, repetibilidad, rendimiento de humidificación y deshumidificación, resolución y alcance máximo del producto.
3. Pruebe el producto con él abierto y cerrado. Compare consistencias y observe los efectos térmicos.
4. Realice pruebas de alta y baja temperatura en el producto (según las especificaciones) y compare la prueba en condiciones normales con los registros antes del experimento para examinar la adaptabilidad de la temperatura del producto y observar la consistencia de el producto.
El rendimiento del producto depende en última instancia de los métodos de prueba formales y completos del departamento de inspección de calidad. Se pueden usar soluciones salinas saturadas para la calibración y también se pueden usar productos de marca para pruebas comparativas. Para juzgar de manera más completa la calidad del sensor de humedad, el producto debe calibrarse durante un tiempo prolongado durante un uso prolongado.
3. Algunos análisis de productos de sensores de humedad en el mercado
Hay muchos productos de sensores de humedad nacionales y extranjeros en el mercado nacional, y los sensores de humedad capacitivos son más comunes. Los principales tipos de materiales sensibles a la humedad son los polímeros, el cloruro de litio y los óxidos metálicos. Los sensores de humedad capacitivos tienen las ventajas de una respuesta rápida, tamaño pequeño, buena linealidad y estabilidad. Algunos productos extranjeros también tienen un rendimiento a alta temperatura. La mayoría de los productos que logran el rendimiento anterior son marcas extranjeras reconocidas y son relativamente caros. Algunos sensores de humedad capacitivos de bajo precio que se venden en el mercado a menudo no alcanzan el nivel anterior y su linealidad, consistencia y repetibilidad no son ideales. Las secciones sensibles a la humedad por debajo de 30 RH y por encima de 80 RH están gravemente deformadas. Algunos productos utilizan compensación y corrección por microcontrolador, lo que hace que la humedad salte en forma "escalonada", lo que reduce la precisión y tiene las desventajas de una consistencia y linealidad deficientes. Independientemente de los sensores de humedad capacitivos de gama alta o baja, la estabilidad a largo plazo no es ideal y la mayoría de ellos se desvían seriamente después de un uso prolongado. La capacitancia del sensor de humedad cambia al nivel de pF y el cambio de 1RH es inferior a 0,5 pF. El cambio de deriva de la capacitancia a menudo causa un error de decenas de RH. La mayoría de los sensores de humedad capacitivos no tienen el rendimiento necesario para funcionar por encima de los 40 °C y, a menudo, funcionan mal y se dañan. Los sensores de humedad capacitivos también carecen de resistencia a la corrosión y generalmente requieren niveles más altos de limpieza ambiental. Algunos productos también presentan fallos de iluminación, fallos de electricidad estática, etc. El óxido metálico es una resistencia cerámica sensible a la humedad, que tiene las mismas ventajas que los condensadores sensibles a la humedad. Sin embargo, en entornos polvorientos, los poros cerámicos se bloquean y los componentes fallarán. A menudo se utiliza la eliminación de polvo electrostática, pero el efecto no es ideal y no se puede utilizar en entornos inflamables y explosivos. Los materiales de óxido de aluminio sensibles a la humedad no pueden superar el "envejecimiento natural" de su estructura superficial. La ventaja más destacada de las resistencias higroscópicas de cloruro de litio es que son extremadamente estables durante un largo período de tiempo. Por lo tanto, los productos de instrumentos y sensores fabricados mediante procesos estrictos pueden lograr una alta precisión. Una fuerte estabilidad significa que el producto tiene buena linealidad, precisión y consistencia, y es una garantía confiable para una vida útil a largo plazo. La estabilidad a largo plazo de los sensores de humedad de cloruro de litio no puede ser reemplazada por otros materiales sensibles a la humedad.
/cdbbs/2008-2/15/08215990 b6c 429
.