温度传感器概述

与压力一样，温度也是过程控制中最重要的测量变量之一。例如在冷却回路中，温度监测不仅用来确保产品质量，还用来保证系统安全。过程工业往往利用热能进行控制，所以，根据应用需要选择理想的温度传感器，可实现既定测量目的并确保最佳测量效果。当然，对过程工艺的熟悉和预见可能出现的不确定扰动也是很重要的。 冷、热是如何定义的？我们可以通过身体的感知器官感觉并分辨温度差。然而，我们往往只能定义物体是冷是热，却不能将这种感觉量化。温度的涵义到底是什么呢？温度，即表示某物质每个粒子的平均动能。要通过这种能量来量化温度首先要定义温标，需要确定与某种材料温度相关的某个定点。最常见的定点是绝对零度即0K，以及水三相点（固态、液态、气态并存的点）273.16K。定点值的确定使绘制温度的直线图成为可能。其它定点值离上述点很远，例如氖的三相点是 24.5561K，银的凝固点是1234.93K。这些定点值在最新版的《国际温标（1990 年版）》 (ITS-90) 中确定。正确测量温度测量温度的方法有多种，从简单的二极管到高精度的热噪声温度计。温度计可以分为两类：第一类温度计和第二类温度计。第一类为不需要用其他温度测量设备做预先校准的温度计。他们都是通过测量物理量，计算物理量和温度间的关系来确定温度的。例如气体温度计、热噪声温度计和应用测量黑体辐射的温度测量设备。这些温度传感器常常用于专门的实验室，使用起来相当复杂并且往往价格昂贵。第二类温度计则需要校准。工业上主要使用的是第二类温度计。特别是热电阻或热电偶温度传感器使用最为广泛。当安装温度传感器时，需要了解一些简单的基础原理：温度传感器主要测量的是它自身的温度。所以传感器必须尽可能靠近测量物安装并尽可能地避开环境影响，因为测量地点的干扰可能会使温度测量结果出现一些偏差。环境温度和介质温度较大的差异也可能会导致错误的测量值。假如传感器安装在保护套管中，也就意味着它远离了真实的测量点，温度传感器灵敏度会降低，测量值可能与真实值出现背离。主要测量原理基于精确性和易于进一步处理测量信号的要求，下列测量原理十分适用于工业环境温度监测：热电阻温度计热电阻温度计通过热电阻测量温度。纯金属，特别是贵金属有最大的阻值变化率，适合用来制作温度传感器。电阻温度计分为正温度系数（PTC）型和负温度系数（NTC）型，正温度系数型即阻值随温度的上升而增加，负温度系数型则是阻值随温度的上升而减少。假如电阻呈标准的线性特性...