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河北沧州利坤电子有限公司

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  一、温度传感器的起源
  温度是一个基本的物理量,自然界中的一切过程无不与温度密切相关。温度传感器是最早开发,应用最广的一类传感器。根据美国仪器学会的调研,1990年,温度传感器的市场份额大大超过了其他的传感器。从17世纪初伽利略发明温度计开始,人们开始利用温度进行测量。真正把温度变成电信号的传感器是1821年由德国物理学家赛贝发明的,这就是后来的热电偶传感器。50年以后,另一位德国人西门子发明了铂电阻温度计。在半导体技术的支持下,本世纪相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。与之相应,根据波与物质的相互作用规律,相继开发了声学温度传感器、红外传感器和微波传感器。
  以电信号为工作基础的传统的温度传感器,如热电偶、热敏电阻、热释电探测器等温度传感器与传感器外壳的发展已经非常成熟,它们以其结构简单、测量精度高、成本低等特点而广泛应用在国民经济、科研、国防等领域。但在有强电磁干扰或易燃易爆的场合下,基于电信号测量的传统温度传感器便受到很大的限制。

  近年来,传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。在这一过程中,光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐。光纤传感技术是20世纪70年代伴随光纤通信技术的发展而迅速发展起来的,以光波为载体,光纤为媒质,感知和传输外界被测量信号的新型传感技术。作为被测量信号载体的光波和作为光波传播媒质的光纤,具有一系列独特的、其它载体和媒质难以相比的优点。光波不产生电磁干扰,也不怕电磁干扰,易被各种光探测器件接收,可方便地进行光电或电光转换,易与高度发展的现代电子装置和计算机相匹配。与传统的温度传感器相比,分布式光纤温度传感器测量系统的传感元件一一光纤,以SiO2为主要原料,纤细、柔软、低损耗,因而具有电绝缘性、耐腐蚀性、几何结构易变性、信号传输带宽较宽、信息长距离传输损耗低等固有的特性和本质安全性。而光纤工作频带宽、动态范围大,适合于遥测遥控,是一种优良的低损耗传输线,且光纤自身既是温度传感的功能元件,又是作为温度传感的信息传输通道,这是传统的传感器所无法比拟的。因此,光纤传感技术一问世,就受到极大重视,应用范围十分广泛。
  光纤温度传感与测量技术是仪器仪表领域重要的发展方向之一。
  由于光纤具有体积小、重量轻、可绕、电绝缘性好、柔性弯曲、耐腐蚀、测量范围大、灵敏度高等特点,对传统的传感器特别是温度传感器能起到扩展提高的作用,完成前者很难完成甚至不能完成的任务。光纤传感技术用于温度测量,除了具有以上特点外,与传统的温度测量仪器相比,还具有响应快、频带宽、防爆、防燃、抗电磁干扰等特点,因此,光纤温度传感技术受到各国科技人员的高度重视并进行了深入研究。它可用于冶金、化工、电力、建材等领域,解决电磁干扰大、环境恶劣场合的温度测量与控制问题。
  二、温度传感器的发展
  温度是七个国际单位制的基本量之一,不仅紧密关系着人们的生活环境,而且也是科研、生产中需要准确测量的重要物理量之一。在各行各业中,温度能否被准确测量关系到能否制造出高质量、高品质的产品,从而提高产品在市场中的核心竞争力。因此,温度计量在工业生产和人们的日常生活中起着举足轻重的作用。在科学研究、环境保护和工农业生产中,主要使用温度传感器完成温度计量的任务。
  人类对温度的计量可以追溯到伽利略发明温度计开始。而后德国物理学家塞贝最早将温度转化为电参数信号,从而将温度的计量提升到另一个高度。也就是,我们所说的电偶传感器。继电偶温度传感器以后,德国物理学家西门子发明了电阻温度传感器。随着科技的进步,半导体技术也应用在温度传感器中,从而发明了半导体热电偶温度传感器。在半导体热电偶温度传感器之后,依据波与物质的相互作用规律,发明了微波温度传感器、红外线温度传感器和声学温度传感器。随着激光技术的飞速发展和对光纤技术的研究,越来越多的光纤温度传感器使用在各个行业中。由于光纤技术的优越性,在众多类型的温度传感器中,光纤温度传感器和传感器配件将会有更好的发展前景和更广泛的应用。
  三、温度传感器的分类
  首先,根据传感器与待测介质的接触方式,温度传感器可以分为接触式温度传感器和非接触式温度传感器。
  其次,根据传感器的工作原理和物理效应,温度传感器可以分为以下五大类:电阻式温度传感器、PN结式温度传感器、热电式温度传感器、辐射式温度传感器和其他温度传感器。
  四、温度传感器的应用
  温度传感器主要应用于以下几个方面:
  (1)感测应用:温度会受到周围环境的影响,据此可以通过温度传感器的热传递方式测量周围环境的各种物理量,包括有气压、湿度、气体种类等。
  (2)生物医学领域:生物医学领域一般都使用特殊的温度传感器,而且要求使用的温度传感器具有功耗低、稳定性好、可靠性高和精度高(精确度小于0.1℃)等优点。
  (3)太空应用:热敏电阻和硅PN结温度传感器主要应用于太空中的温度测量。将来的卫星设计会使用更多的带有数字输出功能的温度传感器,传送的数字信息要求能够与微处理器兼容。
  (4)工业应用:根据市场对成本较低、稳定性好和可靠性高的通信系统的需求量越来越高,对温度传感器的要求也越来越高。目前,智能温度传感器由于其优越的性能在工业中被广泛应用。
  随着社会的不断进步,需要不断提高工业生产效率、自动化水平等。工业中,能够准确计量温度,对整个生产过程具有举足轻重的作用,从而对温度传感器性能的要求也越来越高。在将来的工业生产中,越来越多的光纤温度传感器和智能温度传感器将会被广泛应用。
  沧州利坤电子有限公司http://www.czlkdz.com)是一家从设计、生产到销售的专业的五金冲压件电子五金件,主要给广大客户提供:五金冲压件、各种传感器外壳(包括铝制外壳传感器铜壳不锈钢壳)等产品,我公司生产的五金冲压类广泛应用于汽车工业、工程机械、建筑工程、家具五金、制冷设备以及船舶、机床等制造工业中。
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