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无线测温传感器的几种测温原理分析

更新时间:2021-11-19浏览:2364次

a.热敏电阻

 热敏电阻利用热敏电阻测温的传感器,其原理是热敏电阻的阻值会随温度的变化而改变,通过阻值的大小来反映温度。这种传感器其优点是灵敏度高(因为热敏电阻的电阻温度系数大,阻值随温度改变的变化明显)。缺点是由于热敏电阻阻值与温度的线性关系较差,直接测量的精度低,必须通过运算补偿才能得到较准确的测量值。电阻元件易老化,使用寿命短,精度及稳定性随使用变差。其无线是体现在通讯方式上,通过传感器内部的A/D转换,将数字信号无线发送出。

  b.PN结

  采用PN结作为测温元件的无线温度传感器,其原理是PN结的压降随温度的变化而改变,施加恒定电流,通过输出电压的大小来反映温度。其压降与温度的关系几乎为线性,精度高,但灵敏度相对热敏电阻要低,反应时间比热敏电阻长。半导体元件不易老化,使用寿命较长,可靠性高。其无线同样是体现在通讯方式上。

  c.红外热辐射

  红外传感器采用红外技术的无线温度传感器,测温原理与常见的红外点温枪基本类似——任何高于零度的物体都在发射出辐射能,辐射能的强度与物体温度有着密切关系,传感器探测物体发出的红外辐射,将辐射能转变为电信号,通过校准运算zui终得到被测物体表面的温度。数据进一步通过传输模块无线发射出。红外传感器测温反应灵敏度*,测温范围远大于其他几种,且非接触式测温使得探头使用寿命更长,对被测点无影响。但红外测温对空间要求较高,探头与被测表面必须无任何阻挡,且探头与被测表面间距受传感器距离比率(D:S)的限制,安装部位的选择不易。

  以上三类无线温度传感器都需要电源模块供电(电池或感应取电,本文不对供电方式作讨论或比较)。

  d.声表面波

  基于声表面波的无线温度传感器则与其他类别有较大区别。首先,其zui大的特点就是传感器本身不需要电源;其次,其无线并不是仅仅体现在通讯方式上,同时也体现在测温原理上。声表面波无线温度传感器是由天线、叉指换能器、反射栅以及压电基片组成,与其他传感器截然不同。其测温的原理是,传播在压电基片表面的声表面波,其波长和波速会随基片表面或内部相关因素(包括温度)的改变而变化。由对应的接收器发出无线激励信号,信号输入传感器的压电基片激起声表面波,不同温度下,传感器输出不同的信号,信号再由接收器接收,经过调解获取温度值。声表面波传感器体积小,不需要电源,传感器成本低是其主要的优势。但正由于无源,传感器需要接收采集器发出的激励信号,这种激励信号的有效无线传输距离很短;另一方面,由于被测设备的震动产生位移,导致声表面波的相位等发生变化,测温的精度有所下降。


 

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