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    影響溫度變送器效應的指南大全

    來源:發表時間:2019-07-13


    摘要
          溫度會對電路產生很大影響,無論這是否會改變電路的增益?;蛘咴谶@種情況下,改變變送器的操作。溫度對將研究溫度、紅外和被動紅外變送器。溫度對不同類型的變送器有不同的影響。用于紅外和被動紅外線,身體的溫度和周圍環境可能導致變化可檢測波長。溫度變送器,溫度的變化會改變空氣中的聲音。
    關鍵字:
          溫度是指超出人類聽覺范圍的聲波。此范圍下降20KHz = 10MHz之間。這是一個典型的范圍,更高的頻率聲波可以生成,但沒有嚴重的使用,因為高衰減。紅外線指波長長于可見光的電磁波但比微波短。(700nm to 300μm) 介紹:
          溫度變送器通過發送溫度脈沖波來測量距離,然后等待反彈。如果波返回,則變送器前面有一個對象,并且時間返回時可用于計算物體與變送器的距離。這段時間延遲被轉換為脈沖寬度或電壓電平,可以校準距離。溫度成為一個問題,因為空氣中的聲音速度取決于溫度。在大多數情況下,使用近似值,但如果變送器是在溫度變化大的環境中使用,聲音速度的變化必須考慮到。被動紅外變送器 (PIR) 通過拾取環境紅外熱的變化來感應物體。變送器不發射紅外光,只被吸收。紅外熱在波長取決于物體的溫度。因此,環境溫度和物體溫度對于變送器的選擇至關重要,因為它必須對所需的波長范圍。大多數變送器都設計用于工作在溫度人體和周圍廣泛的溫度;但是,極冷或熱時必須考慮到波長靈敏度。主動紅外變送器或紅外變送器 (IR),為簡單起見,通過發出來自變送器的紅外脈沖,并吸收反映在單獨的接收機。如果沒有紅外輻射被吸收回來,那么在變送器。溫度影響紅外變送器,因為變送器發射的波長
          會根據環境溫度而變化。接收器也可能受到影響。紅外變送器設計用于在指定的溫度范圍內工作。所需的變送器必須不僅針對距離范圍,而且針對功能溫度范圍。
    指導:
    超聲
          有一個簡單的方程,考慮到溫度依賴的速度在空氣中的聲音


          其中 c 是空氣中的聲音速度,T 是溫度(攝氏度)。這是等式表示,在 0°C 時,聲音以 331.45m/s 的速度傳播,并且每個高度都超過聲音傳播速度快 0.607m/s。這是因為移動速度更快的粒子允許脈沖旅行更快。說明這一概念的一個例子是,溫度是否接近零攝氏度在空氣中的粒子將勉強移動(假裝空氣將是一個氣體在絕對零),這將需要更多的時間,他們相互碰撞
    傳輸聲波,這將導致聲波移動非常緩慢。
          在大多數應用中,可以避免空氣問題中的聲音速度。輸出溫度變送器,無論是脈沖寬度的長度還是電壓電平,都由對象放置在變送器前面的已知距離并觀察輸出。從中可確定已知距離的輸出,可以確定其他距離。但是,如果變送器是在室內和室外使用,或溫度變化較大的任何地方,溫度變化會影響變送器的精度。為此,溫度變送器也集成到設計中。此實現為微控制器的編程留下了很多自由。
    正在處理溫度和溫度變送器的輸出。過程很簡單:
          1. 校準輸出。選取基本工作溫度,并在此使用聲音速度使用已知距離和時間延遲校準變送器。


          2. 使用溫度變送器,對輸出進行編程,以為每個輸出添加或減去 .607m/s分別高于或低于基本工作溫度。
          3. 測試以確保輸出對于極端溫差準確。
          這種設計考慮到溫度引起的聲速變化;然而它不包括由于濕度、海拔或其他原因而改變空氣中的聲音速度因素。這些類型的變送器不像溫度計那樣廉價地集成到系統中。
    無源紅外變送器 (PIR)
          大多數 PIN 設計用于感知來自人類的熱量變化;但是,對于 PIR 來說,要檢測其他物體,溫度注意事項必須檢查。PIR 變送器的主要功能是吸收某些波長的電磁輻射。因此,設計或變送器的選擇取決于電磁輻射的波長,需要感知一種叫做維恩置換法的黑體輻射屬性,物體的溫度有利于最大發射波長。所指的最長不是變送器超出的最長不會感應到物體,而是最大輻射強度的波長發現。


          其中 T 是開爾文和 b 中的溫度是 Wien 的位移常數,等于2.89777x106納米和K。對于室溫(300K)下的人,μmax = 9600nm。大多數 PIR 變送器設計用于在 7000nm 到 14000nm 區域工作,為人類傳感提供了充足的范圍。然而感應極端熱或極端寒冷需要計算,以便知道什么波長,一個是在數據表上查找。要感知非常熱的對象,例如 1000K,Wien 的必須使用位移法來識別在2900nm. 這個簡單的一步過程計算說明了為什么設計 PIR 變送器
    在特定波長范圍內工作。
    紅外變送器:
          紅外變送器設計用于紅外 LED 和如果存在物體,則使用光電探測器接收脈沖。選擇要使用的 LED 時,作為紅外變送器設計中的變送器,必須考慮溫度。這是因為 LED 的發射光譜會隨著溫度的變化而變化。如果工作溫度低于其設計范圍,發射脈沖不會集中在所需的發射波長。為了識別使用哪種 LED,必須了解帶隙能量,改變帶隙能量單位溫度變化,以及LED為
          組成。這可以通過查看可能的 LED 數據表,然后查找表中的數據。必要的數據不是最常見LED化合物難以找到;兩個廣泛使用的電子參考,因此,在拍攝溫度時識別 LED要考慮:
          1. 確保帶隙波長在紅外光譜中。
          2. 評估以下公式的右側,該公式在發射波長遠離帶隙波長。轉變應該一樣小,盡可能防止與光探測器的波長有較大偏差。


          3. 由于單位溫度變化的帶隙能量變化總是負數,溫度升高總是會把發射的波長轉移到更高的
    波長。


          4. 發射波長的相對變化可以使用以下方法計算:


          5. 接下來,找出由于溫度,發射光譜將變得多寬,因此,峰值輸出強度將下降多少。這是由公式如下,其中 1/2 是全寬度,最大寬度為波長范圍一半。


          6. 使用此過程,對于給定的 LED,可以創建以下曲線來顯示溫度對發射光譜的影響。下面是一個 AlGaA 的示例紅外 LED。對于不同類型的紅外LED可以重復此步驟確定最佳選項。


          通過此過程,可以選擇適當的光電探測器來安裝特定的 LED,可以選擇最適合給定的光電探測器,同時將溫度效應納入記錄。

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