محولات الحرارة: ما هي؟ (أنواع و أمثلة)
ما هو جهاز تحويل درجة الحرارة؟
جهاز تحويل درجة الحرارة هو جهاز يحول الكمية الحرارية إلى أي كمية فيزيائية أخرى مثل الطاقة الميكانيكية، الضغط والإشارات الكهربائية وغيرها. على سبيل المثال، في الثنائي الحراري يتم إنتاج فرق الجهد الكهربائي بسبب فرق درجة الحرارة عبر طرفيه. لذا، فإن الثنائي الحراري هو جهاز تحويل درجة الحرارة.
الميزات الرئيسية لأجهزة تحويل درجة الحرارة
الإدخال对他们总是热能输入 - 它们通常将热能转换为电能 - 它们通常用于温度和热流的测量 请注意，根据您的要求，我将继续翻译剩余部分。以下是继续的翻译内容： ### 温度传感器的基本方案 温度传感器的基本方案如下步骤所示： - **传感元件**。 在温度传感器中，传感元件是随着温度变化其性质也会发生变化的元件。当温度变化时，元件的某些特性也会相应地发生变化。 - 例如，在电阻温度检测器（RTD）中，传感元件是铂金属。 选择传感元件的理想条件如下： - 材料每单位温度变化的电阻变化应较大 - 材料应具有高电阻率，以便使用最少的材料进行构造 - 材料与温度的关系应连续且稳定 - **转换元件** - 转换元件是将传感元件的输出转换为电能量的元件。传感元件特性的变化作为其输出。它测量传感元件特性的变化。然后校准转换元件的输出，以表示热能的变化。 - 例如，在热电偶中，两个端子之间的电位差由电压表测量，校准后的电压值给出了温度变化的信息。 ### 温度传感器的类型 #### 接触式温度传感器类型 这些传感器的传感元件直接接触热源。它们通过传导传递热能。 #### 非接触式温度传感器类型 在非接触式温度传感器中，元件不直接接触热源（类似于非接触式电压测试笔）。非接触式温度传感器利用对流原理进行热流。常用的温度传感器描述如下： #### 热敏电阻 “热敏电阻”可以称为热电阻。顾名思义，它是一种随温度变化而改变电阻的装置。由于其高灵敏度，它们被广泛用于温度测量。它们通常被称为理想的温度传感器。热敏电阻通常由金属氧化物混合物组成。 ##### 热敏电阻的特性 - 它们具有负温度系数，即热敏电阻的电阻随温度升高而降低 - 它们由半导体材料制成 - 它们比电阻温度计（RTD）和热电偶更敏感 - 它们的电阻范围在0.5Ω到0.75 MΩ之间 - 它们通常用于测量-60°C到150°C的温度范围 #### 电阻温度计 另一种类型的温度传感器是电阻温度检测器（RTD）。RTD是由高纯度导电金属如铂、铜或镍绕成线圈制成的精密温度传感器，其电阻随温度变化而变化，类似于热敏电阻。 - 其电阻随以下关系变化： - R = 给定温度下元件的电阻 - α = 元件的热系数 - Ro = 0°C时元件的电阻 ##### RTD的主要特点 - 与热敏电阻和热电偶相比，它们非常灵敏且便宜 - 它们可以测量-182.96°C到630.74°C的温度 #### 热电偶 热电偶是基本由两种不同金属（如铜和康铜）焊接而成的温度传感器。一个接点保持在恒定温度（参考冷端），另一个接点则为测量热端。当两个接点处于不同温度时，会在接点间产生电压，用于测量温度。 ##### 热电偶的原理 - 当两种金属如铜和康铜连接在一起时，会产生电位差。这种现象称为塞贝克效应，因为沿着导线产生了温度梯度并产生电动势。然后，热电偶的输出电压是温度变化的函数。 ##### 热电偶的主要特点 - 可以测量-200°C到+2000°C的极端温度范围，这是相对于RTD和热敏电阻的优势 - 它们是主动传感器，不需要像RTD和热敏电阻那样的外部电源来测量温度 - 与RTD和热敏电阻相比，它们更便宜 - 与RTD和热敏电阻相比，它们的精度较低，因此通常不用于高精度工作 #### 集成电路温度传感器 这些温度传感器结合了温度传感元件和单片电子电路，用于温度测量。 - LM 335 – 提供10 mV/°K的输出 - LM 34 – 提供10 mV/°F的输出 - AD 592 – 提供1 µA/°K的电流输出 ##### LM 335系列的描述 - LM335是一个温度敏感的齐纳二极管，当传感器感应到温度变化时，会反向偏置进入其击穿区域，并给出输出： - θ = 温度（°C） ##### 集成温度传感器的主要特点 - 它们是线性温度传感器 - 它们非常便宜 - 它们的操作范围较小，介于0–200°C之间，这是它们的主要缺点。 ``` 声明：尊重原文，好文章值得分享，如有侵权请联系删除。 ```
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