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- 傳感器設(shè)計注意事項
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2019/1/1
線性
線性定義傳感器輸出在一定溫度范圍內(nèi)的持續(xù)變化情況。NTC 熱敏電阻呈指數(shù)非線性，在低溫下表現(xiàn)出的靈敏度比在高溫下更高。由于微處理器在傳感器信號調(diào)節(jié)電路中的應(yīng)用越來越廣泛，因此隨著時間的推移，傳感器的線性已不再是一個問題。通電時，使用熱敏電阻和鉑 RTD 都需要仔細(xì)考慮傳感器元件中的功率損耗，防止自熱。對于鉑 RTD 傳感器，適用標(biāo)準(zhǔn)（ASTM、DIN）中指定了測量電流。NTC 熱敏電阻沒有此類標(biāo)準(zhǔn)，因此由設(shè)計團隊確定適用的電流水平，以確保在提供充足的信噪比同時不會出現(xiàn)明顯的自熱現(xiàn)象。這些電流通常在微安范圍內(nèi)。
響應(yīng)時間
響應(yīng)時間或傳感器指示溫度的速度取決于傳感器元件的大小和質(zhì)量（假定不使用預(yù)測方法）。半導(dǎo)體響應(yīng)速度最慢。其次為鉑線繞元件。鉑膜熱敏電阻和熱電偶采用小型包裝，因此可高速響應(yīng)。玻璃微珠是響應(yīng)速度最快的熱敏電阻結(jié)構(gòu)。響應(yīng)時間本身是一個定義不明確的特征。測量熱響應(yīng)的更好方法是時間常量 (TC)，即在兩個不同溫度之間傳導(dǎo)時，傳感器記錄 63.2% 的溫度變化所需的時間。顧名思義，無論初始溫度和結(jié)束溫度如何，這都是基于熱傳導(dǎo)的基本物理學(xué)原理的、針對給定介質(zhì)的一個常量值。測量不同介質(zhì)時有不同的時間常量。例如，在靜止空氣中測量的溫度探頭的時間常量大約是在攪拌油中測量的相同探頭的 10 倍。
電氣噪聲
溫度指示中的電噪聲導(dǎo)致錯誤是由于毫伏信號弱而導(dǎo)致的熱電偶主要問題。對于一些像天線一樣具有高電阻的 NTC 熱敏電阻來說，噪聲也可能是個問題。
引線電阻
引線電阻可能會導(dǎo)致電阻器件（如熱敏電阻或 RTD）產(chǎn)生誤差偏移。對低阻器件（如 100Ω 鉑元件或低電阻熱敏電阻）的影響更為明顯。鉑 RTD 傳感器的溫度系數(shù)相對較低，使此問題更加嚴(yán)重，因此使用 3 引線或 4 引線結(jié)構(gòu)從測量結(jié)果中減去引線電阻。對于熱敏電阻，通常選擇較高的電阻值來消除該影響。熱電偶必須使用與引線本身相同材料的延長引線和連接器，否則可能會產(chǎn)生錯誤。
成本
在選擇要使用的傳感技術(shù)類型時，不應(yīng)將傳感器元件的成本作為主要考慮因素。每種類型（NTC、RTD、熱電偶或半導(dǎo)體）都有其優(yōu)點和缺點。在每種技術(shù)中，與精確度、穩(wěn)定性、溫度范圍和環(huán)境阻力等傳感器特征相關(guān)的成本范圍很廣。請務(wù)必查看實施的總成本以確定任何應(yīng)用的最有效解決方案。
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