温度传感器计量校准方法

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温度传感器(temperaturetransducer)是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。温度传感器是温度测量仪表的核心部分,品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类,按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。

一、主要分类

①接触式

接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触,又称温度计。温度计通过传导或对流达到热平衡,从而使温度计的示值能直接表示被测对象的温度。一般测量精度较高。在一定的测温范围内,温度计也可测量物体内部的温度分布。

②非接触式

它的敏感元件与被测对象互不接触,又称非接触式测温仪表。这种仪表可用来测量运动物体、小目标和热容量小或温度变化迅速(瞬变)对象的表面温度,也可用于测量温度场的温度分布。zui常用的非接触式测温仪表基于黑体辐射的基本定律,称为辐射测温仪表。辐射测温法包括亮度法(见光学高温计)、辐射法(见辐射高温计)和比色法(见比色温度计)。

二、应用领域

温度传感器是zui早开发,应用zui广的一类传感器。温度传感器的市场份额大大超过了其他的传感器。从17世纪初人们开始利用温度进行测量。在半导体技术的支持下,本世纪相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。

两种不同材质的导体,如在某点互相连接在一起,对这个连接点加热,在它们不加热的部位就会出现电位差。这个电位差的数值与不加热部位测量点的温度有关,和这两种导体的材质有关。这种现象可以在很宽的温度范围内出现,如果jing确测量这个电位差,再测出不加热部位的环境温度,就可以准确知道加热点的温度。由于它bi须有两种不同材质的导体,所以称之为“热电偶”。不同材质做出的热电偶使用于不同的温度范围,它们的灵敏度也各不相同。

热电偶传感器有自己的优点和缺陷,它灵敏度比较低,容易受到环境干扰信号的影响,也容易受到前置放大器温度漂移的影响,因此不适合测量微小的温度变化。由于热电偶温度传感器的灵敏度与材料的粗细无关。

三、温度传感器校准方法

1.比较法校准:将传感器与标准温度比较,通过将传感器测量的温度值与标准温度值进行比较,确定传感器的偏差,并进行相应的校准。

2.水浴法校准:使用一个已经校准好的温度计测量水浴中的温度,然后将传感器放入水浴中,将传感器测量的温度与已知的温度进行比较,确定传感器的偏差,并进行相应的校准。

3.内部参照法校准:传感器内部已经集成了一个温度参照源,通过参照源测量的温度与传感器测量的温度进行比较,确定传感器的偏差,并进行相应的校准。

4.线性回归法校准:将传感器在不同温度下的输出与标准温度进行比较,建立传感器输出与温度之间的线性回归方程,通过该方程来计算传感器的实际温度,并进行相应的校准。

校准方法的选择要根据具体的传感器型号、使用环境和要求来确定,以确保校准的准确性和可靠性。




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