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使用温度传感器(热电偶)正确测量温度的要点

1.引言

  使用接触式体温计进行测温时,很多人可能会有无法准确测量体温的经验。而在大多数情况下,原因
可能是没有遵守正确的测温要点,例如牢固地夹在腋下等。

  这不仅限于体温测量。在使用工业温度传感器和温度调节仪进行温度测量时也是一样的。换句话说,
如果在测温过程中没有掌握正确的要点,就无法获得准确的温度。在这里,我们将介绍使用广泛的工业温度传感器——热电偶,以及温度控制器进行温度测量的正确方法。

2.温度测量的要点

2.1. 温度控制器
● 选用采样周期比温度变化速度快的机型

  温度控制器以一定的周期进行温度测量。这个周期被称为采样周期。采样周期基本上每个温度控制器是固定的(一些型号可以根据设置进行更改)。

  对于采样周期,需要注意的是当我们想要测量温度变化较快的对象时,如果温度变化速度比采样周期还快,温度调节仪就无法捕捉到温度变化的情况。因此,采样周期必须比被测对象的温度变化速度更快。

  另一方面,如果要测量温度变化较慢的对象的温度,或者不需要测量温度变化的情况,就不需要担心温度控制器的采样周期。

2.2. 温度传感器(热电偶)
● 温度变化快时,使用较细的温度传感器


  就像水加热后不会立即沸腾一样,温度传感器自身的温度变化也需要时间。因此,如果要测量快速的温度变化,就需要使用直径较细的温度传感器(然而,随着温度传感器直径变细,机械强度会减弱,最高使用温度也会降低,因此请根据使用情况选择合适的传感器)。
这是因为随着温度传感器直径变细,温度传感器本身更容易变热(或变冷)。

  此外,与温度控制器的采样周期一样,当测量的目标温度变化缓慢或者不需要测量温度变化的情况下,就不需要特别关注温度传感器的直径。

2.3. 设置环境
● 与测量对象充分接触

  为了准确测量目标温度,需要确保目标温度与传感器温度相等。为了使目标温度和传感器温度相等,需要确保二者有充分的接触。

  例如,当测量物体表面温度时,可以使用类似ST-50的粘贴式温度传感器,或者使用导热性较高的金属带将温度传感器固定在表面上,通过这些方法可以更准确地测量温度。

  然而,对于测量电子元件等小物体的温度,需要更加小心。将测温对象和温度传感器接触在一起会导致温度传感器作为散热器的作用,从而使测温对象的温度发生变化。如果测温对象的温度发生变化,那么显然就无法正确地测量温度。

在这种情况下,需要使用细且短的温度传感器,以防止热量通过温度传感器的传输(或进入)

● 补偿导线在使用温度范围内使用

  如果要测量的温度位置与温度调节器相距较远,由于成本等问题,有时会使用补偿导线来替代热电偶的一部分。

  在这种情况下需要注意的是补偿导线的两端(与温度调节器或热电偶接触的部分)的温度。补偿导线具有与热电偶非常相似的特性,但这仅限于使用温度范围内。在高温或低温环境下,热电偶和补偿导线的特性差异变得明显,无法正确测量温度。

  因此,补偿导线在使用时很重要的一点是确保其两端处于使用温度范围内的环境中。

●使温度控制器的端子远离风

  热电偶的原理决定了它只能测量传感器末端和温度控制器端子部分之间的温度差。为了知道传感器末端的温度,需要测量温度控制器端子部分的温度,并将得到的温度差与端子部分的温度相加(冷接点温度补偿)。温度控制器上通常有一个用于进行冷接点温度补偿的温度传感器,安装在端子附近。

  在这种情况下,如果端子部分受到风等的影响而温度急剧变化,实际端子部分的温度与用于冷接点温度补偿的温度传感器的温度会发生偏差。这样,即使测量对象的温度没有变化,测量温度也会发生波动。

  因此,为了使端子部分的温度保持稳定,可以在其上覆盖保护罩,以防止风对其产生影响。


3.结束语

  上文已经解释了正确测量温度的要点,但需要明确的是,上文所讲的只是一般性的讨论。根据所测对象和目的的不同,需要注意的要点也会有所不同。在这种情况下,为了准确测量温度,对温度控制器和温度传感器的基础知识仍然是必不可少的。