balluff傳感器采用的技術(shù)資料
更新時間:2019-08-27 點擊次數(shù):1404次
溫度傳感器及熱敏元件
balluff傳感器主要由熱敏元件組成。熱敏元件品種教多,市場上銷售的有雙金屬片、銅熱電阻、鉑熱電阻、熱電偶及半導(dǎo)體熱敏電阻等。以半導(dǎo)體熱敏電阻為探測元件的溫度傳感器應(yīng)用廣泛,這是因為在元件允許工作條件范圍內(nèi),半導(dǎo)體熱敏電阻器具有體積小、靈敏度高、精度高的特點,而且制造工藝簡單、價格低廉。
1、半導(dǎo)體熱敏電阻的工作原理
按溫度特性熱敏電阻可分為兩類,隨溫度上升電阻增加的為正溫度系數(shù)熱敏電阻,反之為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。
⑴ 正溫度系數(shù)熱敏電阻的工作原理
此種熱敏電阻以鈦酸鋇(BaTio3)為基本材料,再摻入適量的稀土元素,利用陶瓷工藝高溫?zé)Y(jié)爾成。純鈦酸鋇是一種絕緣材料,但摻入適量的稀土元素如鑭(La)和鈮(Nb)等以后,變成了半導(dǎo)體材料,被稱半導(dǎo)體化鈦酸鋇。它是一種多晶體材料,晶粒之間存在著晶粒界面,對于導(dǎo)電電子而言,晶粒間界面相當(dāng)于一個位壘。當(dāng)溫度低時,由于半導(dǎo)體化鈦酸鋇內(nèi)電場的作用,導(dǎo)電電子可以很容易越過位壘,所以電阻值較??;當(dāng)溫度升高到居里點溫度(即臨界溫度,此元件的‘溫度控制點' 一般鈦酸鋇的居里點為120℃)時,內(nèi)電場受到破壞,不能幫助導(dǎo)電電子越過位壘,所以表現(xiàn)為電阻值的急劇增加。因為這種元件具有未達居里點前電阻隨溫度變化非常緩慢,具有恒溫、調(diào)溫和自動控溫的功能,只發(fā)熱,不發(fā)紅,無明火,不易燃燒,電壓交、直流3~440V均可,使用壽命長,非常適用于電動機等電器裝置的過熱探測。
⑵ 負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的工作原理
負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻是以氧化錳、氧化鈷、氧化鎳、氧化銅和氧化鋁等金屬氧化物為主要原料,采用陶瓷工藝制造而成。這些金屬氧化物材料都具有半導(dǎo)體性質(zhì),*類似于鍺、硅晶體材料,體內(nèi)的載流子(電子和空穴)數(shù)目少,電阻較高;溫度升高,體內(nèi)載流子數(shù)目增加,自然電阻值降低。負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻類型很多,使用區(qū)分低溫(-60~300℃)、中溫(300~600℃)、高溫(>600℃)三種,有靈敏度高、穩(wěn)定性好、響應(yīng)快、壽命長、價格低等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于需要定點測溫的溫度自動控制電路,如冰箱、空調(diào)、溫室等的溫控系統(tǒng)。
balluff傳感器與簡單的放大電路結(jié)合,就可檢測千分之一度的溫度變化,所以和電子儀表組成測溫計,能完成高精度的溫度測量。普通用途熱敏電阻工作溫度為-55℃~+315℃,特殊低溫?zé)崦綦娮璧墓ぷ鳒囟鹊陀?55℃,可達-273℃。
balluff傳感器由敏感元器件(感知元件)和轉(zhuǎn)換器件兩部分組成,有的半導(dǎo)體敏感元器件可以直接輸出電信號,本身就構(gòu)成傳感器。敏感元器件品種繁多,就其感知外界信息的原理來講,可分為
①物理類,基于力、熱、光、電、磁和聲等物理效應(yīng)。
②化學(xué)類,基于化學(xué)反應(yīng)的原理。
③生物類,基于酶、抗體、和激素等分子識別功能。通常據(jù)其基本感知功能可分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等類(還有人曾將傳感器分46類)。下面對常用的熱敏、光敏、氣敏、力敏和磁敏傳感器及其敏感元件介紹如下。