如何決定一個溫度傳感器功能和性能要求？
使用以下特性來定義您的溫度傳感器功能和性能。這些適用于所有類型的溫度傳感器，但有一些警告和特殊情況。在選擇傳感器時，要了解每個特性對您的測量的影響，一定要選擇與您的項目需求密切相關(guān)的傳感器。
溫度范圍
傳感器的溫度范圍定義了傳感器額定安全操作的溫度，并提供準(zhǔn)確的測量值。每種類型的熱電偶都有特定的溫度范圍，具體取決于用于制造熱電偶的金屬的特性。RTD提供更小的溫度范圍以換取更好的線性度和精度，而熱敏電阻提供最低的溫度范圍但具有出色的靈敏度。了解傳感器可以暴露的整個溫度范圍有助于防止損壞傳感器，同時確保更好的測量。
線性度
理想的傳感器應(yīng)該具有完美的線性響應(yīng)：溫度的單位變化將導(dǎo)致傳感器電壓輸出在整個溫度范圍內(nèi)的單位變化。然而，實際上，沒有傳感器是完全線性的。圖1提供了本白皮書中研究的三個傳感器的溫度-電壓響應(yīng)概念。
傳感器溫度對輸出響應(yīng)
靈敏度
給定傳感器的靈敏度表示給定溫度變化的可測量輸出的百分比變化。與熱電偶等靈敏度較低的傳感器相比，靈敏度較高的傳感器（例如熱敏電阻）可以更容易地檢測到溫度的微小變化。然而，這種靈敏度是以犧牲線性為代價的。在為您測量的溫度確定理想的傳感器選擇時，這可能是一個重要因素。如果您打算在較小的溫度范圍內(nèi)捕獲度數(shù)變化的一小部分，則熱敏電阻或RTD更為理想。為了在更寬的溫度范圍內(nèi)捕捉更大的溫度變化，熱電偶可能就足夠了。圖2顯示了電壓的相對概念。
各種溫度傳感器類型的靈敏度
響應(yīng)時間
響應(yīng)時間是測量傳感器響應(yīng)溫度變化所需的時間。許多因素會導(dǎo)致響應(yīng)時間增加或減少。例如，較大的RTD或熱敏電阻的響應(yīng)時間比較小的要慢。作為這一缺點和不良熱分流的交換，較大的RTD或熱敏電阻不太容易出現(xiàn)自熱錯誤。同樣，未接地的熱電偶結(jié)提供較慢的響應(yīng)時間以換取電氣隔離。圖3顯示了未接地和接地?zé)犭娕贾g響應(yīng)時間的相對差異。
接地和未接地?zé)犭娕嫉捻憫?yīng)時間
穩(wěn)定
溫度傳感器的穩(wěn)定性表明其在給定溫度下保持一致輸出的能力。材料在給定傳感器的穩(wěn)定性中起著關(guān)鍵作用。出于這個原因并確保低反應(yīng)性，RTD通常由鉑制成。然而，鉑鍵合基板長時間暴露在高溫下可能會變形，這會導(dǎo)致額外的和意外的應(yīng)變，從而導(dǎo)致測量電阻的變化。
準(zhǔn)確性
與任何測量應(yīng)用一樣，了解您的精度需求對于確?？煽康慕Y(jié)果至關(guān)重要。您的傳感器和測量硬件選擇對絕對測量精度起著重要作用，但較小的細(xì)節(jié)，例如接線、與其他設(shè)備的相對接近程度、屏蔽和接地，也會影響精度。選擇傳感器時，請注意規(guī)定的公差和任何可能影響規(guī)格的因素（例如，長時間暴露在高溫下）。還要小心選擇具有相似精度的傳感器和測量設(shè)備。緊公差RTD的成本更高，但如果您使用低質(zhì)量的測量設(shè)備，您可能無法獲得額外的精度。
耐用性
為了確保您的溫度傳感器在您的應(yīng)用程序中保持正常運行，您需要了解它們的部署環(huán)境。一些傳感器（例如熱電偶）由于其結(jié)構(gòu)而在本質(zhì)上更耐用。但是，為特定熱電偶選擇的金屬具有不同的耐腐蝕性。此外，封裝在隔離礦物和保護(hù)性金屬護(hù)套中的傳感器隨著時間的推移更耐磨損和腐蝕，但成本更高，靈敏度更低。您還應(yīng)該注意，不同的傳感器配置可能有特殊的安裝要求，以確保強(qiáng)大的物理和熱連接。
成本
與項目的任何方面一樣，成本可能是一個關(guān)鍵的限制因素。例如，在高通道數(shù)應(yīng)用中，與熱電偶相比成本的相對增加可能超過RTD的線性優(yōu)勢。在考慮系統(tǒng)總成本時，還必須考慮布線、安裝和信號調(diào)節(jié)的額外成本。
信號調(diào)理要求
每種類型的溫度傳感器都需要一定程度的信號調(diào)理，以充分收集和數(shù)字化測量信號進(jìn)行處理。您選擇的測量硬件在確保準(zhǔn)確測量方面與傳感器一樣重要，并且可以減輕或加劇每種傳感器類型的缺點。這些信號調(diào)理功能包括：
·放大
·冷端補(bǔ)償（僅限熱電偶）
·過濾
·勵磁（僅限RTD和熱敏電阻）
·偏移誤差調(diào)整
·縮放到溫度單位
·引線電阻校正
·通道間隔離
·開路熱電偶檢測（僅限熱電偶）
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