我們權衡每種溫度傳感器的優缺點
熱敏電阻與熱電偶。根據您的應用需求,它們都是溫度測量和溫度控制應用的理想選擇。對于面臨管理一個或多個溫度檢測電路任務的電氣工程師來說,為印刷電路板(PCB)選擇正確的溫度感測設備可能會造成混淆。
在完成溫度傳感器的選擇過程時,應考慮電路以及所有連接機械的要求。例如,PCB是否將監視散熱器?當前時間延遲是一個問題嗎?
有幾個因素會影響PCB的整體性能,例如:
穩定性:傳感器必須持續多長時間?擔心了嗎?
精度:是否需要精確的溫度測量?
包裝:您要測量什么?環境條件是什么?
響應時間:傳感器將放置在何處?住房要求是什么?
抗噪能力:抗噪能力是否是應用的關鍵因素?
溫度范圍:溫度傳感器的額定工作溫度為所需溫度嗎?
無論是設計新的溫度檢測電路還是維護現有系統,都應謹慎選擇不要只關注成本。當您考慮使用NTC熱敏電阻與熱電偶時,請務必閱讀下面列出的“ 五個選擇注意事項 ”。他們將幫助您確定適合您的應用的正確選擇。
熱敏電阻與熱電偶。哪一個適合我?
當今有多種類型的溫度感測設備,它們具有不同的尺寸,形狀和樣式,以適應任何應用。因此,為應用選擇合適的溫度傳感器可能意味著系統性能最佳之間的差異,或者由于設備過熱而導致的故障。
NTC熱敏電阻和熱電偶都是溫度傳感設備。選擇一個或另一個的優點或缺點是什么?繼續閱讀,我們將詳細介紹NTC熱敏電阻與熱電偶之間的一些根本區別。
我們將介紹它們的組成以及每個應用程序能夠處理的一些應用程序。最后,您將了解為什么NTC熱敏電阻與熱電偶成為設計或維護溫度檢測電路系統的高效,低成本解決方案。
NTC(負溫度系數)熱敏電阻
NTC熱敏電阻與熱電偶NTC熱敏電阻是一種由燒結的半導體材料制成的溫度傳感設備,其中包含幾種金屬氧化物的混合物。這些材料具有電荷載流子,該電荷載流子允許電流流過熱敏電阻,從而顯示出電阻的大變化與溫度的小變化成比例。
本質上,NTC熱敏電阻在低溫下會產生高電阻。隨著溫度升高,熱敏電阻的電阻減小。由于熱敏電阻的每攝氏度電阻變化很大,因此最小的溫度變化是準確的,并且響應時間短。
找到適合應用的正確熱敏電阻需要使用熱敏電阻beta(β)公式來計算電阻與溫度的關系。該方法使用兩點校準來計算電阻與溫度的關系曲線,并校準兩個溫度點的電阻。
獲得正確的曲線很重要,因為它代表了所選電阻與溫度之間的關系。此外,由于NTC熱敏電阻是非線性的,因此其輸出需要線性化。對于標準熱敏電阻,這使其有效工作范圍在-50°C至250°C之間。
NTC熱敏電阻應用
NTC熱敏電阻有各種尺寸和樣式,例如可定制的探頭組件;玻璃封裝,表面安裝以及磁盤和芯片樣式。這些屬性使它們可以適應許多行業的良好表現,例如綠色能源,汽車,航空航天,醫療和HVAC。
盡管許多使用NTC熱敏電阻的應用專注于電阻與溫度的關系,但熱敏電阻也滿足了其他電氣應用的需求,例如電流時間和電壓電流用途。
當前時間的使用可以包括:
時間延遲
浪涌抑制
順序切換
電壓-電流用途可包括:
流體速度
液位控制
電壓調節
溫度控制電路
如果需要更高的準確度,可以將NTC熱敏電阻與惠斯通電橋配合使用?;菟雇姌蛲ǔ1环Q為(空比較器),因為它通過比較兩個量來進行測量。雖然一個數量的值是已知的,但另一個數量的值是未知的,必須對其進行調整,直到等于已知數量的值。此過程使兩個量之間的檢測器能夠給出零或零讀數。
要了解有關NTC熱敏電阻及其用途,功能和優點的更多信息,請訪問我們的頁面“ 什么是NTC熱敏電阻 ”。
熱電偶
熱電偶是一種電氣設備,由兩種不同的導電金屬連接在一起。它們一起形成兩個電連接點。測量(熱)結和參考(冷)結。當這些結保持不同的溫度時,它們會產生一個與溫度相關的低溫直流電壓(即熱電壓)。熱電電壓可以轉換為溫度,因此可以測量電阻。
本文引用的是“ K”類型。該熱電偶通常用作通用傳感器,因為它可以在-200°C至1250°C的廣泛溫度范圍內工作。此外,由于使用了金屬,它是最便宜的熱電偶類型之一。然而,熱電偶的兩個局限性通常是精度降低,以及隨著時間的推移它們對校準漂移的敏感性。
熱電偶應用
熱電偶用于許多應用中,但在極端溫度下性能最佳,因此它們在鋼鐵工業中得到了廣泛的應用。工程師依靠熱電偶來測量和控制熔爐,窯爐和鍋爐中的溫度。此外,它們還用于柴油發動機和燃氣輪機。
不幸的是,即使知道所有應用細節,熱電偶的使用壽命也很難預測。預測其穩定性的一種方法是安裝熱電偶,然后評估其性能以確定其估計的使用壽命。如您所見,此方法將不被視為具有成本效益的方法。
盡管熱電偶在可能發生氧化的各種氣氛中都能很好地發揮作用,但要提防“ 綠色腐爛 ”現象,該現象的名稱因所受影響合金的顏色而異。當鉻合金中的鉻暴露于氫時會發生綠腐。還原氣體,通過金屬線接觸。因此,如果發生這種情況,則熱電偶會由于EMF(電動勢)輸出減小而產生較低的讀數(或錯誤的讀數)。
要了解有關K型熱電偶的更多信息,請訪問Wikipedia以獲取更多信息。
熱敏電阻與熱電偶。選擇溫度傳感器時要考慮的五個領域
溫度范圍:
選擇溫度傳感器時,首先要考慮的是應用的溫度范圍。由于 NTC熱敏電阻在-50至250°C的工作溫度范圍內表現良好,因此非常適合于不同行業的廣泛應用。盡管熱電偶在許多與NTC熱敏電阻相同的應用中工作,但它們在低溫應用中仍缺乏準確性。但是,它們在利用極端溫度的操作環境中表現出色。
穩定性:
在以長期運行為目標的應用中,穩定性至關重要。溫度傳感器會隨著時間的流逝而變化,具體取決于其材料,構造和包裝。涂環氧樹脂的NTC熱敏電阻每年可變化0.2°C,而密封的NTC熱敏電阻每年僅變化0.02°C。而熱電偶的穩定性要低得多,每年約為1-2°C。
準確性:
在基本的溫度傳感器類型中,對于封裝的玻璃,NTC熱敏電阻能夠實現最高精度的能力在-50至150°C以及最高250°C的范圍內。精度范圍為0.05至0.20攝氏度,具有很高的長期穩定性。如果使用熱電偶,則測量精度可能會降低5°。此外,這種熱電偶的響應能力約為20 s。
噪音抗擾度:
NTC熱敏電阻具有出色的抗電噪聲和引線電阻性能, 因為它們在初次接通時具有高電阻。盡管不受導線電阻的影響,但由于熱電偶輸出的信號很小,因此容易受到電噪聲的影響。
打包:
包裝要求是由使用溫度傳感器的環境決定的 。NTC熱敏電阻可以根據應用要求進行定制和封裝到各種外殼中。它們也可以進行環氧涂層或玻璃封裝,以提供進一步的保護。
熱敏電阻與熱螺母和螺栓的比較
用于溫度測量和溫度控制
NTC熱敏電阻 熱量
穩定性 環氧涂層:0.2 ° C /年
密封:0.02 ° C /年
> 1 ° C /年
引線電阻對精度的影響 非常低 沒有
溫度范圍 -50至250 ° C(取決于類型) -200至1250 ° C,取決于類型
線性度 非線性輸出需要線性化 非線性需求轉換
響應時間 0.12 – 10 s(取決于尺寸和包裝) 0.2 – 10 s (取決于尺寸和包裝)
熱敏電阻與熱電偶
熱敏電阻與熱電偶?你是法官。就其整體性能和成本效益而言,NTC熱敏電阻是您的溫度傳感解決方案的絕佳選擇。
他們提供:
多功能性
反應快
互換性
更高的靈敏度
在其溫度范圍內的穩定性和準確性
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