溫度傳感器 temperature transducer，利用物質(zhì)各種物理性質(zhì)隨溫度變化的規(guī)律把溫度轉(zhuǎn)換為可用輸出信號。溫度傳感器是溫度測量儀表的核心部分，品種繁多。按測量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類，按照傳感器材料及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類?，F(xiàn)代的溫度傳感器外形非常得小，這樣更加讓它廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)踐的各個領(lǐng)域中，也為我們的生活提供了無數(shù)的便利和功能。

　　溫度傳感器的時間常數(shù)與滯后改善措施

　　溫度傳感器時間常數(shù)和滯后與溫度傳感器的熱容量和熱阻有關(guān)，除選用時間常數(shù)、滯后小的溫度傳感器外，還應(yīng)保證合理插入深度和正確安裝方法，才能保證溫度測量準(zhǔn)確性、溫度控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和控制質(zhì)量。

　　溫度傳感器時間常數(shù)和滯后

　　實(shí)踐證明熱電偶、熱電阻、雙金屬溫度計(jì)當(dāng)被測溫度突然發(fā)生變化時，其輸出會延遲一段時間，這段延遲時間△τ一般叫做純滯后或純時延。在延遲△τ后，會以近似于指數(shù)曲線的規(guī)律變化（如下圖所示），如忽略△τ，并以介質(zhì)溫度變化做計(jì)時起點(diǎn)，則上述曲線符合T=△T（1-e-t/τ），此式中T為溫度；△T為溫度變化；t為時間；τ為時間常數(shù)。時間常數(shù)及時反應(yīng)曲線起點(diǎn)的切線與平衡溫度交點(diǎn)A所對應(yīng)的時間，也就是輸出變化63.2%△T所需要的時間。

　　正確認(rèn)識和對待溫度傳感器的時間常數(shù)和滯后，是一個很重要的問題。其關(guān)系到能否正確測量溫度，及時反映被測量溫度的變化。其對溫度控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性及控制質(zhì)量好壞，具有舉足輕重的作用，所以是一個不容忽視的問題。

　　如何改善溫度傳感器的時間常數(shù)和滯后

　　溫度傳感器時間常數(shù)和滯后的大小，取決于元件的熱容量和熱阻。因?yàn)闇囟葌鞲衅魃郎匦枰找欢ǖ臒崃?，其變?℃所需要的熱量就是溫度傳感器的熱容量，熱容量越小越好。溫度傳感器傳熱又需要克服熱阻，這和元件的結(jié)構(gòu)、大小都有直接的關(guān)系。金屬是熱的良導(dǎo)體，熱阻的大小常受溫度傳感器的氣隙、絕緣物、保護(hù)套管的影響。

　　溫度傳感器的時間常數(shù)和滯后較大，通?？傻綆资氲綆追昼姡虼藢y量和控制溫度的影響是很大的，尤其是對溫度控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性有很大的影響。所以在現(xiàn)場應(yīng)用中，除應(yīng)該選擇時間常數(shù)和滯后較小的溫度傳感器外，還應(yīng)該注意溫度傳感器的安裝方式。即安裝時要有一定的插入深度，尤其是熱電阻，插入深度不夠往往會造成較大的誤差；再就是工藝管道較細(xì)時，一定要局部加粗管道，或者盡量吧溫度傳感器安裝管道的彎頭上，要使溫度傳感器對著流體的流動方向；測量氣液相介質(zhì)的溫度時，最好測量液相溫度，因?yàn)橐合鄿囟鹊膭討B(tài)特性及穩(wěn)定性優(yōu)于氣相溫度；必要時還可以采取在保護(hù)管與熱元件間填充金屬屑或其它導(dǎo)熱材料（鎧裝熱電偶或鎧裝鉑電阻就是在保護(hù)管和元件之間填充高純度氧化鋁粉），對于熱電偶還可以采用露端式或接殼式熱電偶。

　　影響溫度傳感器測溫效果的因素

　　1.插入測量介質(zhì)的深度

　　最重要的是測溫點(diǎn)的選擇，對于生產(chǎn)工藝的過程來說，測量溫度的位置，要具有典型性和代表性，不然就失去了測量的意義。在溫度傳感器插入被測量場所的時候，沿著傳感器的長度方向?qū)a(chǎn)生一些熱流。當(dāng)環(huán)境溫度比較低的時候就會有熱量損失。導(dǎo)致溫度傳感器與被測量介質(zhì)的溫度不一致從而會產(chǎn)生測溫誤差。因此，由于熱傳導(dǎo)而引起的測量誤差，跟插入的深度有關(guān)。而插入深度又與保護(hù)管的材質(zhì)有關(guān)系。

　　在不同的材質(zhì)中，由于金屬保護(hù)管的導(dǎo)熱性能好，它插入深度應(yīng)該深一些，而陶瓷材料絕熱性能好一些，可插入淺一些。有些方面，對于工程測溫，插入深度還跟測量對象是靜止還是流動的等一些狀態(tài)有關(guān)，例如流動的液體或高速氣流溫度的測量，不會受上述限制，插入深度也可以淺一些，具體的數(shù)值應(yīng)由實(shí)驗(yàn)來確定

　　2.與測量介質(zhì)的響應(yīng)時間

　　溫度傳感器中接觸法測溫的基本原理是測溫元件要跟被測對象達(dá)到一個熱度的平衡。所以，在測溫的時候我們需要將他們保持一定時間，才能夠讓兩者達(dá)到一個熱度平衡。而保持時間的長或短，就跟測溫元件的熱響應(yīng)時間有關(guān)系了。而熱響應(yīng)時間主要取決于溫度傳感器的結(jié)構(gòu)以及測量的條件，差別很大。因此，一般普通的溫度傳感器不僅跟不上被測對象的溫度變化速度出現(xiàn)滯后，而且還會因?yàn)檫_(dá)不到熱度平衡而產(chǎn)生一些測量誤差。

　　所以，我們最好選擇響應(yīng)速度比較快的傳感器。對溫度傳感器而言除了保護(hù)管影響外，還有就是感溫元件的測量端直徑大小也是其主要因素，即感溫元件越細(xì)，測量端直徑越小，其熱響應(yīng)時間就會越短。

　　3.被測介質(zhì)會使熱阻抗增加

　　有種情況，在高溫下使用的溫度傳感器，如果被測量的介質(zhì)形態(tài)為氣態(tài)時，那么保護(hù)管表面沉積的一些灰塵等將燒熔在保護(hù)管的表面上，使得保護(hù)管加厚，它的熱阻抗增大。如果被測介質(zhì)形態(tài)是熔體的時候，在使用的過程當(dāng)中會有爐渣沉積在上面，不僅增加了溫度傳感器的響應(yīng)時間，而且還會讓指示溫度偏低，從而出現(xiàn)偏差，所以，我們要定期檢定外，還要為了減少誤差，經(jīng)常抽查也是很有必要的，對溫度傳感器的使用時很有幫助。

　　如何避免溫度傳感器的誤差

　　我們要避免溫度傳感器誤差，就要了解引起溫度傳感器出現(xiàn)誤差的原因，才能更好的試用溫度傳感器讓它發(fā)揮自己的最大價(jià)值。接下來小編教大家如何避免誤差。

　　1：溫度傳感器安裝位置問題：安裝位置不能靠近們或者加熱的地方，至少插入深度要為保護(hù)管直徑的8～10倍。不該把溫度傳感器和動力電纜線裝在同一根導(dǎo)管內(nèi)以免引入干擾造成誤差。

　　2：溫度傳感器的絕緣問題：如熱電偶絕緣了，保護(hù)管和拉線板污垢或鹽渣過多致使熱電偶極間與爐壁間絕緣不良，在高溫下更為嚴(yán)重，這不僅會引起熱電勢的損耗而且還會引入干擾，由此引起的誤差有時可達(dá)上100度。

　　3、熱阻誤差：高溫時，如保護(hù)管上有一層煤灰，塵埃附在上面，則熱阻增加，阻礙熱的傳導(dǎo)，這時溫度示值比被測溫度的真值低。因此，應(yīng)保持熱電偶保護(hù)管外部的清潔，以減小誤差。

　　4、熱惰性引入的誤差：由于熱電偶的熱惰性使儀表的指示值落后于被測溫度的變化，在進(jìn)行快速測量時這種影響尤為突出。所以應(yīng)盡可能采用熱電極較細(xì)、保護(hù)管直徑較小的熱電偶。測溫環(huán)境許可時，甚至可將保護(hù)管取去。由于存在測量滯后，用熱電偶檢測出的溫度波動的振幅較爐溫波動的振幅小。測量滯后越大，熱電偶波動的振幅就越小，與實(shí)際爐溫的差別也就越大。

　　出現(xiàn)以上問題之后用戶對產(chǎn)品就可能會產(chǎn)生懷疑，可熟不知有可能是自己不正確安裝等操作失誤所導(dǎo)致，先不要懷疑溫度傳感器問題，按照以上幾點(diǎn)檢查溫度傳感器是否絕緣，安裝是否正確。
　　

　　如何保證溫度傳感器的最佳測量

　　溫度傳感器在安裝和使用時，其實(shí)只要多注意是可以保證最佳的測量的，下面小編就來具體介紹一下吧。

　　1、安裝不當(dāng)引入的誤差

　　如熱電偶安裝的位置及插入深度不能反映爐膛的真實(shí)溫度等，換句話說，熱電偶不應(yīng)裝在太靠近門和加熱的地方，插入的深度至少應(yīng)為保護(hù)管直徑的8～10倍;熱電偶的保護(hù)套管與壁間的間隔未填絕熱物質(zhì)致使?fàn)t內(nèi)熱溢出或冷空氣侵入，因此熱電偶保護(hù)管和爐壁孔之間的空隙應(yīng)用耐火泥或石棉繩等絕熱物質(zhì)堵塞以免冷熱空氣對流而影響測溫的準(zhǔn)確性;熱電偶冷端太靠近爐體使溫度超過100℃;熱電偶的安裝應(yīng)盡可能避開強(qiáng)磁場和強(qiáng)電場，所以不應(yīng)把熱電偶和動力電纜線裝在同一根導(dǎo)管內(nèi)以免引入干擾造成誤差;熱電偶不能安裝在被測介質(zhì)很少流動的區(qū)域內(nèi)，當(dāng)用熱電偶測量管內(nèi)氣體溫度時，必須使熱電偶逆著流速方向安裝，而且充分與氣體接觸。

　　2、絕緣變差而引入的誤差

　　如熱電偶絕緣了，保護(hù)管和拉線板污垢或鹽渣過多致使熱電偶極間與爐壁間絕緣不良，在高溫下更為嚴(yán)重，這不僅會引起熱電勢的損耗而且還會引入干擾，由此引起的誤差有時可達(dá)上百度。

　　3、熱惰性引入的誤差

　　由于熱電偶的熱惰性使儀表的指示值落后于被測溫度的變化，在進(jìn)行快速測量時這種影響尤為突出。所以應(yīng)盡可能采用熱電極較細(xì)、保護(hù)管直徑較小的熱電偶。測溫環(huán)境許可時，甚至可將保護(hù)管取去。由于存在測量滯后，用熱電偶檢測出的溫度波動的振幅較爐溫波動的振幅小。測量滯后越大，熱電偶波動的振幅就越小，與實(shí)際爐溫的差別也就越大。當(dāng)用時間常數(shù)大的熱電偶測溫或控溫時，儀表顯示的溫度雖然波動很小，但實(shí)際爐溫的波動可能很大。為了準(zhǔn)確的測量溫度，應(yīng)當(dāng)擇時間常數(shù)小的熱選電偶。時間常數(shù)與傳熱系數(shù)成反比，與熱電偶熱端的直徑、材料的密度及比熱成正比，如要減小時間常數(shù)，除增加傳熱系數(shù)以外，最有效的辦法是盡量減小熱端的尺寸。使用中，通常采用導(dǎo)熱性能好的材料，管壁薄、內(nèi)徑小的保護(hù)套管。在較精密的溫度測量中，使用無保護(hù)套管的裸絲熱電偶，但熱電偶容易損壞，應(yīng)及時校正及更換。

　　4、熱阻誤差

　　高溫時，如保護(hù)管上有一層煤灰，塵埃附在上面，則熱阻增加，阻礙熱的傳導(dǎo)，這時溫度示值比被測溫度的真值低。因此，應(yīng)保持熱電偶保護(hù)管外部的清潔，以減小誤差。