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[align=center][font=宋体][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱仪[/color][/url]常用温度传感器[/font][font='Times New Roman'] [font=Times New Roman]—— [/font][/font][font=宋体]热敏电阻温度传感器[/font][/align][align=center][font='Times New Roman'] [/font][/align][align=center][font='Times New Roman'][font=宋体]概述[/font][/font][/align][font=宋体]热敏电阻是利用金属氧化物半导体材料的电阻值随温度变化特性制成的热敏元件,与常见的热电阻相比,其电阻温度系数更高,可以获得更高的温度检测灵敏度。热敏电阻成本较低、阻值随温度变化的曲线呈非线性、不同元件之间的特性分散性较大、可测量温度范围较低,一般用于室温或者色谱仪的某些工作于较低温度的辅助单元。[/font][align=center][font=宋体]简介[/font][/align][font=宋体][font=宋体]热敏电阻是金属氧化物半导体材料制成的测温元件,与热电阻(例如铂电阻)测温原理类似,温度变化会改变其电阻值。一般分为负温度系数([/font][font=Times New Roman]NTC[/font][font=宋体])热敏电阻、正温度系数([/font][font=Times New Roman]PTC[/font][font=宋体])热敏电阻和临界温度([/font][font=Times New Roman]CTR[/font][font=宋体])热敏电阻三类。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]各类型的热敏电阻温度特性曲线如图[/font][font=Times New Roman]1[/font][font=宋体]所示,[/font][font=Times New Roman]CTR[/font][font=宋体]热敏电阻在工作温度范围内,当温度超过确定数值时,其电阻值发生急剧变化,主要用于温度开关。[/font][font=Times New Roman]PTC[/font][font=宋体]热敏电阻在工作温度范围内阻值随温度上升而增大,常用于电气设备的过热保护、电路中的限流元件或发热源的定温控制。[/font][/font][font=宋体][font=Times New Roman]NTC[/font][font=宋体]热敏电阻温度特性与[/font][font=Times New Roman]PTC[/font][font=宋体]相反,在工作温度范围内,电阻随温度升高而降低,并且其低温下电阻值较高,电阻值随温度的变化率较大,常用于温度补偿或者温度测量领域。因其较大的电阻变化率,容易得到较高的测温精度。[/font][/font][align=center][img=,264,244]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211231550112039_9513_1604036_3.jpg!w551x510.jpg[/img][font='Times New Roman'] [/font][/align][align=center][font=宋体][font=宋体]图[/font][font=Times New Roman]1 [/font][font=宋体]热敏电阻温度特性曲线[/font][/font][/align][font=宋体][font=宋体]热敏电阻可根据使用要求,封装加工成各种形式的探头,例如棒状、盘装、珠装等,其尺寸较小、响应速度快、灵敏度高,典型外观如图[/font][font=Times New Roman]2[/font][font=宋体]所示。其工作温度范围为[/font][font=Times New Roman]-50~350[/font][font=宋体]℃,高精度测定温度情况下建议使用温度不超过[/font][font=Times New Roman]150[/font][font=宋体]℃。热敏电阻一般常用于数值较低范围温度的检测,例如实验室室温检测或者色谱仪内部器件散热片或仪器外壳的温度测定。[/font][/font][align=center][img=,278,132]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211231550224349_7538_1604036_3.jpg!w535x253.jpg[/img][font='Times New Roman'] [/font][/align][align=center][font=宋体][font=宋体]图[/font][font=Times New Roman]2 [/font][font=宋体]热敏电阻外观[/font][/font][/align][font=宋体][font=宋体]某些分析条件需要[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱仪[/color][/url]或者[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱仪[/color][/url]的柱温箱工作温度于接近室温(例如[/font][font=Times New Roman]35[/font][font=宋体]℃),此种情况下高稳定性和高精度的温度控制较为困难,实验室室温的变化会影响柱温箱的温度稳定和控制精度。色谱控制系统需要根据室温的数值确定柱温箱温度的控制参数,此种场合下,测定室温经常会用到热敏电阻用于柱温箱温度的辅助控制。[/font][/font][font=宋体][font=宋体]某些电气或者光学部件(例如[/font][font=Times New Roman]FPD[/font][font=宋体]检测器的干涉滤光片、[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱仪[/color][/url]的氘灯等部件)要求的工作环境温度较低,基于对部件的保护,热敏电阻一般会安装在这些部件的散热片上。当意外情况发生(例如断电或者散热风扇损坏)使部件温度超过其保护温度时,色谱系统将会自动启动散热风扇或者发出报警。[/font][/font][font=宋体]某些型号的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱仪[/color][/url]使用热敏电阻作为漏液传感器,实质利用了热敏电阻的测温原理。当[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/5p][color=#3333ff]液相色谱[/color][/url]系统发生泄漏,泄漏出的液体接触热敏电阻表面,由于液体蒸发造成热敏电阻表面温度降低,色谱系统感知到其温度变化,会触发漏液报警。[/font][font=宋体][font=宋体]此外还有利用[/font][font=Times New Roman]PN[/font][font=宋体]结温度特性制成的半导体热敏元件,称为固态温度传感器或集成温度传感器。硅管的[/font][font=Times New Roman]PN[/font][font=宋体]结的结电压在温度每升高[/font][font=Times New Roman]1[/font][font=宋体]℃时下降约[/font][font=Times New Roman]2mV[/font][font=宋体],利用此特性,可以将硅二极管或者三极管制成[/font][font=Times New Roman]PN[/font][font=宋体]结温度传感器,其尺寸较小、线性良好、时间常数短、灵敏度高,测温范围一般为[/font][font=Times New Roman]-50~150[/font][font=宋体]℃。其安装位置和使用场合与热敏电阻传感器相同。[/font][/font][font='Times New Roman'] [/font][align=center][font=宋体]小结[/font][/align][font=宋体]简单说明热敏电阻和固态温度传感器的原理。[/font]
温度传感器的标定和大多数其它传感器的标定一样,最普遍的方法就是将传感器放置在一个可精确测定的、已知温度的环境中一段时间,然后记录检查传感器的输出是否与已知的环境温度一致,并计算出传感器的误差。那么接下来我们具体的看看温度变送器的标定方法吧。 由于自然环境下温度始终是一个缓变的物理量,所以一般情况下对温度传感器的检定是属于静态的,这也能满足绝大部分温度传感器的实际需要。动态的检定极少,能实现温度动态检测的设备也极少。 由于静态温度传感器检定的方法和原理极其简单,所以这类资料或标准反而少见。对温度传感器动态标定一般都是采用激光的方法。改善温度传感器的动态特性最好的方法就是选用反应敏感的感温材料和减少传感器感温部分的质量,降低其热惯性。 温度传感器的标定过程实际上也是确定温度传感器的各参数指标,尤其是精度问题,所以这个过程所用测量设备的精度通常要比待标定传感器的精度高一个数量级,这样通过标定确定购温度传感器性能指标才是可靠的,所确定的精度才是可信的。
红外测温仪里有一种叫红外线温度传感仪器,这种新型温度传感器的测量灵敏度为:ΔT=ΔL/L(α1-α2),,△L就是红外位移传感器对有机玻璃长度测量的灵敏度。它们的主要作用是:利于高精度的螺旋测微器进行定标,最终得到我们想要的,较精度(3×10-7m)的位移测量仪。 我们采用微品玻璃陶瓷材料制成一个圆筒,这种微晶玻璃陶瓷材料具有真空性好、耐高低温、绝缘和耐酸碱腐蚀等性能,其基本性能指标如下:使用温度-273℃~1000℃体积电阻率1.08x1014Ω·cm,热膨胀系数为αl=8.6x10-6/℃,微品玻璃陶瓷抗热冲击性能非常好,从800℃急冷至0℃不破碎,200℃急冷到0℃强度不变化。 在筒内的一端固定一根长L=10cm的薄有机玻璃圆筒,在筒内另一端固定一个红外位移传感器,并且让有机玻璃棒的自由端将红外接收管的接收面遮住一半,使其工作在线性度最好的区域。由于有机玻璃的热膨胀系数为α2=1.7x10-4/℃,两者相差达2个数量级,所以当温度变化时,我们可以认为有机玻璃在陶瓷卡材料上的相对位移可以忽略,故有机玻璃的自由端同红外位移传感器之间的相对位置变化将改变红外接收管的有效接收面积。从而使位移传感器输出电压也随之改变。这种新型温度传感器的测量灵敏度为: ΔT=ΔL/L(α1-α2) 其中,△L为红外位移传感器对有机玻璃长度测量的灵敏度。 红外位移传感器,主要机构由红外发光二极管发射和接受装置,数据放大去噪部分以及数据采集处理系统组成。我们可以看到它是利用红外光电二级管的光电转换规律,通过其遮挡的光通量与输出电流的关系确定遮挡体。能将微小的温度转换成电压的变化。在运用放大电路将其进行放大处理。结合数据采集卡建立电压信号与温度的函数关系。最后利于高精度的螺旋测微器进行定标,最终形成我们可以得到一个具有较高测量精度(3×10-7m)的位移测量仪。 由于光电转换的电流较小而且红外发光二极管的功率也较低,因此我们可以认为红外位移传感器不会对测量的温度环境有影响。 从这里我们知道,红外线温度传感仪器是测量精密度比较高的红外测温工具,它对温度环境不受影响。