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    2. 探究丨無線測溫傳感器的原理
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      【摘要】: 目前,開關柜無線溫度測量的 無線測溫傳感器 可分為四類。一種是利用熱敏電阻的溫度特性進行接觸式溫度測量的傳感器;第二種是利用半導體材料(PN結)的溫度特性進行接觸式溫度
      目前,開關柜無線溫度測量的無線測溫傳感器可分為四類。一種是利用熱敏電阻的溫度特性進行接觸式溫度測量的傳感器;第二種是利用半導體材料(PN結)的溫度特性進行接觸式溫度測量的傳感器;第三種是利用紅外熱輻射技術,傳感器采用紅外探頭和非接觸式溫度測量;第四種是利用壓電晶體和聲表面波技術進行無源接觸式溫度測量的傳感器。
       探究丨無線測溫傳感器的原理
      一、熱敏電阻。
       
      熱敏電阻采用熱敏電阻測溫的傳感器,其原理是熱敏電阻的電阻值隨溫度的變化而變化,通過電阻值的大小來反映溫度。
       
      這種無線測溫傳感器的優點是靈敏度高,缺點是熱敏電阻值與溫度的線性關系差,直接測量精度低,必須通過計算補償獲得更準確的測量值。電阻元件易老化,使用壽命短,精度和穩定性隨使用而變差。它的無線反映在通信模式上,通過傳感器內部的A/D轉換發送數字信號。
       
      二,PN結
       
      無線測溫傳感器采用PN結作為溫度測量元件,其原理是PN結的壓降隨溫度的變化而變化,施加恒定電流,通過輸出電壓的大小來反映溫度。壓降與溫度的關系幾乎是線性的,精度高,但靈敏度低于熱敏電阻,反應時間長于熱敏電阻。半導體元件不易老化,使用壽命長,可靠性高。它的無線也反映在通信模式上。
       
      三、紅外熱輻射。
       
      紅外傳感器采用紅外技術,溫度測量原理與普通紅外溫度槍基本相似——任何高于零的物體發射輻射能量,輻射能量強度與物體溫度密切相關,傳感器檢測物體發射紅外輻射,輻射能量轉化為電信號,通過校準計算最終得到被測物體表面的溫度。
       
      數據通過傳輸模塊進一步無線發射。紅外傳感器的溫度測量反應非常靈敏,溫度測量范圍遠遠大于其他類型,非接觸式溫度測量使探頭的使用壽命更長,對被測點沒有影響。但紅外溫度測量對空間要求較高,探頭與被測表面必須無阻擋,探頭與被測表面之間的距離受傳感器距離比(D:S)的限制,安裝部件不易選擇。
       
      以上三種無線測溫傳感器都需要電源模塊(電池或感應取電,本文不討論或比較供電方式)。
       
      四、聲表面波。
       
      基于聲表面波的無線測溫傳感器與其他類別有很大的不同。
       
      首先,傳感器本身不需要電源;其次,其無線不僅體現在通信方式上,還體現在測溫原理上。
       
      聲表面波無線測溫傳感器由天線、叉指換能器、反射柵和壓電基板組成,與其他傳感器完全不同。
       
      溫度測量的原理是在壓電基板表面傳播的聲的波長和波速隨基板表面或內部相關因素的變化而變化。相應的接收器發出無線激勵信號,信號輸入傳感器的壓電基板引起聲表面波。在不同的溫度下,傳感器輸出不同的信號,然后接收器接收信號,通過調解獲得溫度值。
       
      聲表面波傳感器體積小,無電源,傳感器成本低是其主要優勢。但由于無源,傳感器需要接收收集器發出的激勵信號,激勵信號的有效無線傳輸距離很短;另一方面,由于被測設備的振動,聲表面波的相位發生了變化,溫度測量的精度降低。
       

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