什么是熱電阻?
術語熱電阻來自“熱”和“電阻”。熱電阻是一種電阻,其電阻依賴于溫度; 這是一個電阻溫度計。它們由金屬氧化物制成,模制成珠子,圓盤或圓柱形,然后用環氧樹脂或玻璃包裹。
熱電阻在極端溫度下不能很好地工作,但它們非常適合在某一點測量溫度; 當它們在有限的溫度范圍內使用時,即在目標溫度的50°C范圍內,它們是精確的; 該范圍取決于基極電阻。
上海自動化儀表三廠熱電阻易于使用,相對便宜且耐用。它們通常用于數字溫度計,用于測量油和冷卻劑溫度的車輛以及烤箱和冰箱等家用電器中,并且優選用于需要加熱或冷卻保護電路以便安全操作的應用。下面上海自動化儀表三廠的小編為您全面概述關于熱電阻的基礎內容。
熱電阻內置于更復雜的應用中,如激光穩定探測器,光學模塊和電荷耦合器件。例如,10kΩ熱電阻是內置于激光封裝中的標準熱電阻。
熱電阻如何工作?
有兩種類型的熱電阻 - 最常用的是負溫度系數(NTC)熱電阻。NTC的阻力隨著溫度的升高而降低,反之亦然。使用正溫度系數(PTC)熱電阻,電阻隨溫度升高而增加,反之亦然; 它通常用作保險絲。
熱電阻中使用的材料類型將決定電阻變化的程度,這隨溫度的變化而變化。熱電阻是非線性的,即電阻和溫度之間的連接不會形成直線,它會在圖形上形成曲線; 線路所在的位置以及線路的變化取決于熱電阻的制造方式。
如何將阻力變化轉換為可測量數據?
電阻的變化需要轉換為溫度,然后產生可測量的數據。
熱電阻與其他傳感器
使用的其他類型的溫度傳感器包括電阻溫度檢測器(RTD)和集成電路。每種類型的傳感器都有其優缺點,應用程序將決定使用的最佳儀器。
1. 熱電阻
好處:
耐用
敏感
小
比較實惠
最適合測量單點溫度
缺點:
彎曲的輸出
溫度范圍有限
2. 電阻溫度探測器
好處:
非常準確
線性輸出
溫度范圍廣
缺點:
響應時間慢
昂貴
熱電阻的類型:
從芯片到棒狀,有多種形狀可用于表面安裝或嵌入。
形狀取決于被監測的材料類型,即固體,液體或氣體。它們可以封裝在樹脂/玻璃中,根據應用在酚醛樹脂上涂漆或涂漆。例如,熱電阻芯片安裝在電路板上,而珠子熱電阻可以嵌入到器件中。無論何種應用,最大程度的表面與被監控設備的接觸,以及使用導熱(非導電)焊膏或環氧膠進行連接都是理想的選擇。
熱電阻如何在受控系統中運行?
溫度控制器監控熱電阻的溫度,然后指示加熱器或冷卻器何時打開或關閉,以便保持傳感器(熱電阻)以及目標設備的溫度。它們廣泛用于空調和展示冰箱/冰柜等應用中。
傳感器有少量電流流過它(偏置電流),由溫度控制器發送??刂破鳠o法讀取電阻,因此必須通過使用電流源在熱電阻上施加偏置電流來產生控制電壓,從而將其轉換為電壓變化。
為保證精度,熱電阻應靠近需要溫度控制的設備,無論是嵌入式還是附著式。如果熱電阻距離器件太遠,那么熱滯后時間將大大降低溫度測量的精度,而將熱電阻放置得離熱電冷卻器太遠(加熱和冷卻目標器件)會降低穩定性。熱電阻越接近器件,它對溫度變化的反應越快,它就越準確,這在需要精確溫度時是關鍵。
一旦確定了熱電阻的放置,就需要確定溫度控制器上負載的基本熱電阻,偏置電流和設定值(所需)溫度。
您如何確定使用哪種電阻和偏置電流?
熱電阻的分類是在室溫下測量多少電阻,即25°C; 制造商確定某些技術規格以獲得最佳使用。
溫度和范圍:
當測量-55°C至+ 114°C范圍內的單一溫度時,即在環境溫度50°C范圍內測量時,熱電阻效果最佳; 極高或極低的溫度無法正確記錄。使用設定點溫度在范圍中間的熱電阻是最好的方法。
根據控制器的偏置電流,每個熱電阻都有一個理想的范圍,即精確記錄溫度微小變化的溫度范圍。熱電阻的靈敏度取決于溫度。例如,某些熱電阻在較冷的溫度下比在較溫暖的溫度下更敏感。
溫度控制器的熱電阻輸入的電壓限制:
制造商將指定熱電阻反饋到溫度控制器的電壓限制。最好選擇熱電阻和偏置電流組合,在溫度控制器允許的范圍內產生電壓,理想情況是在范圍的中間。
溫度控制器的反饋輸入需要是電壓,它來自熱電阻; 這通常需要改為溫度。將熱電阻電阻轉換為溫度的最準確方法是使用Steinhart-Hart方程。
什么是Steinhart-Hart方程以及它是如何使用的?
Steinhart-Hart方程是一種簡單方法,可以輕松,更準確地對熱電阻溫度進行建模。這是在計算機之前開發的手動計算,但現在可以使用計算機軟件自動計算。該等式計算熱電阻的實際電阻與溫度的關系,具有極高的精度; 溫度范圍越窄,電阻計算就越準確。
綜上所述:
熱電阻隨溫度變化而改變電阻; 它們是溫度相關的電阻器。它們非常適合需要維持一個特定溫度的場景,它們對溫度的微小變化很敏感。它們可以測量液體,氣體或固體,具體取決于熱電阻的類型。
它們是測量和控制熱電冷卻器溫度的最佳方式,作為溫度控制系統的一部分,因為它們能夠以微小的增量進行調節。熱電阻越接近需要監控的設備,結果越好; 它們可以嵌入或表面安裝到設備上。
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