温度传感器的比较

材料的性质和几乎所有生物,化学品和物理过程都是温度依赖性的。结果,温度可能是最广泛测量的环境变量,并且有多个传感器或温度计可用于测量温度。用于自动化温度测量的一些常见温度计:

热电偶:两种不同的金属或合金连接到两端(见下图1)到来自简单的电路(电流回路)。电路两端之间的温度差(热能梯度)产生与温度差成正比的电动机(EMF)的电压。

热敏电阻:电阻器,通常陶瓷(见下图1),其中电阻随温度而变化。

铂电阻温度计(PRT):铂卷,其中电阻随温度而变化。热敏电阻和PRTS是相似的,通过相同的机制操作,但是用不同的材料制成。

对于列出的温度计,与温度变化相关的物理性质(电压,电阻)的变化必须可测量,可重复和稳定。这些温度计需要仪表进行电气测量并将其转换为温度。这对于环境监测来说是理想的,其中许多米可以记录数据,并且通常需要高频和/或长期数据集的自动数据收集。提供了摘要表(表1)以突出热电偶和热敏电阻的优点和缺点。PRTS的优点和缺点与热敏电阻类似的优点和缺点,除了PRTS中的灵敏度(电阻变化)小得多并且可能更难以准确测量。

温度传感器尺寸比较

图1。热电偶和热敏电阻的大小比较。从左到右e热电偶。热电偶连接通常涂有环氧树脂,用于电气隔离和防水,然而,这张照片中的那些是裸线。

热敏电阻优点 热电偶优点
参考温度不需要 自动(无需电源,无自加热)
大响应(大输出信号) 简单的数据记录程序程序
坚固耐用,便宜的电线
单端通道
热敏电阻缺点 热电偶缺点
要求权力 需要精确的参考温度
应用功率的自加热误差 小响应(小输出信号)
多个数据记录程序程序步骤 昂贵的电线
差分通道

表格1。热敏电阻和热电偶的优点和缺点

表1中列出的一些优点和缺点取决于具体测量和应用的情况。使用“罐头”热敏电阻指令的数据转换器,避免了许多热敏电阻的多个数据记载程序步骤。“罐头”指令是一组预编程数据记录器代码,允许仅使用单个指令使用特定的传感器。而且,热敏电阻的功率要求非常小。例如,环境应用中的常用热敏电阻仅在20℃下使用0.056 mW。各种温度的最大电流绘制约为0.090 mA。常用的数据记录器可以源25 mA。基于该规范,如果有足够的测量通道可用,则数据记录器可以容纳超过250个热敏电阻。

热电偶所需的参考温度可在许多数据转主上获得。然后,精确的参考温度测量值取决于用于测量其的传感器的精度。这通常是热敏电阻。建议使用定期重新校准数据记录器,以确保热敏电阻准确。此外,DataLogger接线面板(连接热电偶连接的位置)应保持等温。这是最好通过在绝缘的防风雨盒中安装Logger来实现,该盒子屏蔽来自太阳辐射的Logger。当使用低分辨率数据记录器进行测量时,相对于热敏电阻的大输出信号的热电偶的小输出信号仅是一个缺点。一些数据转换器具有足够的分辨率,以使高度准确的热电偶测量。热电偶所需的数据记录程序程序仅简单,因为它通常始终可用作“罐头”指令。如果必须从头开始写热敏电阻和热电偶数据记录程序程序,程序步骤的数量和难度级别将是相似的。 Because thermocouples require a differential channel and thermistors do not, this is always a disadvantage. This means twice as many thermistors can be connected to the same number of datalogger channels