Conocimiento del sensor: sensor de temperatura de resistencia térmica

Conocimiento del sensor: sensor de temperatura de resistencia térmica

La temperatura es una magnitud física estrechamente relacionada con la vida y el trabajo humanos. Para optimizar nuestro trabajo y nuestra vida, necesitamos monitorizarla mediante equipos. Así surgió el sensor de temperatura. Este sensor convierte la temperatura no eléctrica en una señal eléctrica. Existen muchos tipos. Los más utilizados son la resistencia térmica, el termopar, el sensor de temperatura integrado, etc. Hoy, el editor le explicará qué es un sensor de resistencia térmica.

Resistencia térmica

El sensor de temperatura de resistencia térmica es un tipo de termómetro que utiliza el principio de que el valor de la resistencia del conductor o semiconductor cambia con la temperatura para medir la temperatura. La resistencia térmica también se puede conectar a un transmisor de temperatura. La temperatura se convierte en una señal de corriente estándar para monitorizar la temperatura ambiente en tiempo real. Los sensores de temperatura de resistencia térmica se dividen en dos categorías: resistencia térmica metálica y termistor semiconductor.

1. Resistencia térmica del metal

El sensor de resistencia térmica metálica utiliza el principio de que el valor de la resistencia de un conductor metálico cambia con la temperatura para medirla. Las resistencias térmicas metálicas se fabrican principalmente con materiales metálicos puros. Actualmente, los principales materiales utilizados son el platino y el cobre. También pueden fabricarse con materiales como el manganeso, el rodio y el carbono.

(1)Resistencia térmica del platino

La resistencia térmica de platino se caracteriza por su alta precisión en la medición de temperatura y buena estabilidad. Es un material ideal para la fabricación de resistencias térmicas. El principio de funcionamiento del elemento de resistencia de platino es que el valor de la resistencia del alambre de platino cambia con la temperatura. Puede utilizarse para medir temperaturas en el rango de -200 a 800 °C. Sus ventajas son: rendimiento eléctrico estable, relación casi lineal entre temperatura y resistencia, y alta precisión.

(2) Resistencia térmica del cobre

Debido a que los materiales de platino son costosos, el cobre se usa a menudo como material de resistencia térmica en estudios generales de ingeniería. La mayor ventaja del cobre es su bajo precio, fácil purificación y buena linealidad de las características de temperatura en el rango de -50-150 °C. La desventaja es que la resistividad del cobre es solo una fracción de la del platino. Por lo tanto, el material utilizado en la resistencia térmica del cobre es delgado y largo, con baja resistencia mecánica y gran inercia térmica. Se puede usar a una temperatura superior a 100 °C o en un medio agresivo. Cuando se usa, es fácil de oxidar y tiene poca estabilidad. Por lo tanto, la resistencia térmica del cobre solo se puede usar en medios con baja precisión de medición y baja temperatura (por debajo de 100 °C) y medios no corrosivos.

2. Termistor semiconductor

El termistor semiconductor, abreviado como termistor, es un nuevo tipo de elemento semiconductor de medición de temperatura. Está hecho de óxido metálico o monocristal de germanio, silicio, etc. El material y el elemento sensor de temperatura se fabrican según un proceso específico. Los termistores se dividen en tres tipos: termistores de coeficiente de temperatura positivo (PTC), termistores de coeficiente de temperatura negativo (NTC) y resistencias de temperatura crítica (CTR), cuyo valor de resistencia varía a una temperatura determinada. El termistor más utilizado actualmente es el de tipo NTC. El termistor se diferencia del de coeficiente de resistencia térmica metálico en los siguientes puntos.

①El coeficiente de temperatura del termistor es mucho mayor que el de la resistencia térmica del metal, por lo que la sensibilidad del termómetro semiconductor es muy alta.

②A la misma temperatura, la resistencia del termistor es mucho mayor que la del metal. Por lo tanto, la resistencia del cable de conexión tiene muy poca influencia en el error de medición, lo cual resulta ideal para mediciones a larga distancia.

③La no linealidad de la curva de temperatura del termistor es bastante grave, por lo que su rango de temperatura de medición es mucho menor que el de la resistencia térmica del metal, generalmente 50-300 ℃.

④ El rendimiento del termistor semiconductor no es lo suficientemente estable, la intercambiabilidad es deficiente y la precisión es baja, que son sus principales deficiencias.

Como sensor de temperatura de uso común, el sensor de temperatura de resistencia térmica se utiliza ampliamente en la producción industrial para la medición de temperatura en el rango de -200 °C a +500 °C gracias a su rendimiento estable, flexibilidad de uso y alta confiabilidad. En este caso, se pueden medir temperaturas bajas de hasta 1 K (-272 °C) y altas de hasta 1000 °C, lo que satisface las necesidades de la producción industrial.

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