溫度傳感器：優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)

的溫度傳感器：

• 對(duì)所測(cè)量的介質(zhì)沒(méi)有影響
• 非常
• 響應(yīng)即時(shí)（在多數(shù)情況下）
• 輸出易于調(diào)節(jié)

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(cè)量什么，重要的是要測(cè)量設(shè)備自身不會(huì)影響所測(cè)量的介質(zhì)。進(jìn)行接觸溫度測(cè)量時(shí)，這一點(diǎn)尤為重要。選擇正確的傳感器尺寸和導(dǎo)線配置是重要的設(shè)計(jì)考慮因素，以減少"桿效應(yīng)"及其他測(cè)量錯(cuò)誤。

將對(duì)測(cè)量介質(zhì)的影響降低之后，如何地測(cè)量介質(zhì)變得關(guān)重要。性涉及傳感器的基本特性、測(cè)量性等。如果未能解決有關(guān)"桿效應(yīng)"的設(shè)計(jì)問(wèn)題，再的傳感器也無(wú)濟(jì)于事。

響應(yīng)時(shí)間受傳感器元件的影響，還會(huì)受到導(dǎo)線的一些影響。傳感器越小，響應(yīng)速度越快。
YSI Temperature利用微珠技術(shù)生產(chǎn)出了某些響應(yīng)快的商用熱敏電阻。

使用微處理器后可以更輕松地調(diào)節(jié)非線性輸出，因此傳感器輸出的信號(hào)調(diào)節(jié)也更不成問(wèn)題。YSI 4800Linearizing Circuit允許對(duì)熱敏電阻的輸出實(shí)施單組件線性化。

在各采購(gòu)代理紛紛尋求廉價(jià)的零件之時(shí)，工程師們卻認(rèn)識(shí)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(shè)計(jì)提供重要價(jià)值。

傳感器特性

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。熱電偶系列的溫度范圍廣，跨越多個(gè)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(guò)鉑元件和熱敏電阻的精度高。一般而言，精度越高，越高。

長(zhǎng)期穩(wěn)定性由傳感器間的推移保持其精度的一致來(lái)決定。穩(wěn)定性由傳感器的基本物理屬性決定。高溫通常會(huì)降低穩(wěn)定性。鉑和玻璃封裝的繞線式熱敏電阻是穩(wěn)定的傳感器。熱電偶和半導(dǎo)體的穩(wěn)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，因此負(fù)溫度系數(shù)(NTC)。鉑等基金屬正溫度系數(shù)(PTC)。熱電偶的千伏輸出較低，并且會(huì)隨著溫度的變化而變化。半導(dǎo)體通常可以調(diào)節(jié)，附帶各種數(shù)字信號(hào)輸出。

線性度定義了傳感器的輸出在一定的溫度范圍內(nèi)一致變化的情況。熱敏電阻呈指數(shù)級(jí)非線性，低溫下的靈敏度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于高溫下的靈敏度。隨著微處理器在傳感器信號(hào)調(diào)節(jié)電路中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，傳感器的線性度愈發(fā)不成問(wèn)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(diào)節(jié)對(duì)于控制熱敏電阻或鉑RTD中的自動(dòng)加熱關(guān)重要。電流調(diào)節(jié)對(duì)于半導(dǎo)體而言不太重要。熱電偶會(huì)產(chǎn)生電壓輸出。

響應(yīng)時(shí)間，即傳感器指示溫度的速度，取決于傳感器元件的尺寸和（假定不使用預(yù)測(cè)方法）。半導(dǎo)體的響應(yīng)速度慢。繞線式鉑元件的響應(yīng)速度是第二慢的。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(yīng)速度快的熱敏電阻配置。

會(huì)導(dǎo)致溫度指示有誤的電噪聲是使用熱電偶時(shí)的一個(gè)主要問(wèn)題。在某些情況下，電阻*的熱敏電阻可能是個(gè)問(wèn)題。

導(dǎo)線電阻可能會(huì)導(dǎo)致熱敏電阻或RTD等電阻式設(shè)備內(nèi)出現(xiàn)錯(cuò)誤偏差。使用低電阻設(shè)備（例如100Ω鉑元件）或低電阻熱敏電阻時(shí)，這種影響會(huì)更加。對(duì)于鉑元件，使用三線或四線導(dǎo)線配置來(lái)此問(wèn)題。對(duì)于熱敏電阻，通常會(huì)通過(guò)電阻值來(lái)此影響。熱電偶必須使用相同材料的延長(zhǎng)線和連接器作為導(dǎo)線，否則可能會(huì)引發(fā)錯(cuò)誤。

盡管熱電偶是廉價(jià)、應(yīng)用廣泛的傳感器，但NTC熱敏電阻的卻往往是高的。

傳感器的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)

每種傳感器都有其優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。熱敏電阻的主要優(yōu)勢(shì)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精度和誤差。

成本：對(duì)于熱敏電阻的高性能，它的很高。

堅(jiān)固性：熱敏電阻的構(gòu)造使得它非常堅(jiān)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(dǎo)致傳感器出現(xiàn)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(shì)中，通常自動(dòng)加熱是一個(gè)設(shè)計(jì)考慮因素。必須采取適當(dāng)措施將感應(yīng)電流限制在一個(gè)足夠低的值，以便使自動(dòng)加熱錯(cuò)誤降低到一個(gè)可接受的值。

非線性問(wèn)題可通過(guò)軟件或電路來(lái)解決，會(huì)引發(fā)故障的潮濕問(wèn)題可通過(guò)玻璃封裝來(lái)解決。

所有傳感器都有特定的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。要項(xiàng)目取得成功，關(guān)鍵是讓傳感器功能與應(yīng)用相匹配。如果您在確定熱敏電阻是否是設(shè)計(jì)選件方面需要獲得幫助，請(qǐng)YSI Temperature應(yīng)用工程師。