如何选择正确的温度传感器

 

       最广泛测量的物理参数是温度。无论在加工工业应用还是在实验室环境中，准确测量温度是成功的关键环节。医疗应用、实验室材料研究、电气/电子元件研究、生物学研究、地质学研究和电气产品设备热性能分析需要准确的温度测量。

       有许多不同类型的传感器可用于温度测量。最常见的三种温度传感器是电阻温度检测器（RTD）、热电偶（TC）和热敏电阻。它们具有的特定工作参数会使其更适于某些应用。固态传感器也可用于中等温度范围应用，并且具有内建信号调理和容易连接的优点——在某些情况下带直接数字串行接口。由于这种传感器不在本文的讨论范围之内，所以不作不详细介绍。

选择一款温度传感器

       当选择温度传感器时有许多问题需要考虑。首先，要考虑应用类型。要测量器件的什么参数？是室内还是外壳中的环境温度？具有塑料或金属封装的电子元件能否耐高压？或者要测量炽热的钢锭？或者汽车引擎的某个部分，例如进气口或排气口？上述某些考虑会由于环境和安全因素、每颗传感器的成本预算以及传感器到仪器的距离来决定传感器的选择。

       接下来要考虑的是预计温度测量的量程。汽车引擎模块在完全预热后温度能到100oC以上。大多数热电偶能测量此温度范围，并且此类应用最常见的是K型热电偶。另一方面，陶瓷烧窑可以达到好几百摄氏度。N型适合于较高的温度，因为它们既稳定又耐高温氧化。在刻度的另一端，超导器件在接近几个开尔文（或刚刚高于绝对零度或-273oC）的极低温度下实现超导电性，因此传感器必须能经受超导体工作的冰点以下的气温。具有较高输出（约68uV/C）的E型热电偶可能比较合适，因为它们非常适于低温工作。表1给出了TC及其量程的总结。

       另一个考虑是用于安装传感器的可用区域，以便充分地测量待测温度。待测器件必须具有足够空间用于安装所选的传感器。例如，集成电路是微型电子器件，因此传感器的正确选择取决于待测参数、IC封装或引脚框架或芯片本身。大多数传感器具有多种形状和尺寸，其中一定有一种符合应用要求。电隔离的RTD以良好的尺寸、隔离度和准确度可能是IC微型电子电路的最佳选择。