熱電堆傳感器的主要原理及其應用
2020-04-24 15:53:16閱讀量:1704
熱電堆是一種熱釋紅外線傳感器,它是由熱電偶構成的一種器件。它在耳式體溫計、放射溫度計、電烤爐、食品溫度檢測等領域中,作為溫度檢測器件獲得了廣泛的應用。由兩個或多個熱電偶串接組成,各熱電偶輸出的熱電勢是互相疊加的。用于測量小的溫差或平均溫度。
熱電堆的結構:輻射接收面分為若干塊,每塊接一個熱電偶,把它們串聯起來,就構成熱電堆。按用途不同,實用的熱電堆可以制成細絲型和薄膜型,亦可制成多通道型和陣列型器件。
工作原理
被紅外線照射的吸收膜是一種熱容量小、溫度容易上升的薄膜。在緊靠襯板中央的下部為一空洞結構,這種結構的設計確保了冷端和測溫端的溫度差。熱電偶由多晶硅與鋁構成,兩者串聯連接。當各個熱電偶測溫端溫度上升時,熱電偶之間就會產生熱電動勢 Vn,因此在輸出端就可以獲得它們的電壓之和。

熱電堆的結構與工作原理圖
熱電堆的應用
熱電堆紅外測溫傳感器直接感應熱輻射 ,為非接觸溫度測量提供完美的解決方案,它的具有創新的硅基微機械技術保證了它的極好的長期穩定性,非常低的溫度靈敏系數,極好的光電特性。熱電堆紅外傳感器使非接觸溫度測量系統具備很低的價格。它不需要冷卻,但在整個溫度測量范圍內能達到±1℃的精度。對于比較窄的溫度測量范圍,例如體溫測量,精度可以達到±0.1℃。
在非接觸溫度計中的應用
用高精度熱敏電阻來測量熱電堆所處的環境溫度,然后由CPU計算出測量溫度。可以在EEPROM中預先寫入一些標準的溫度條件,例如:在被測物體溫度為37℃、熱電堆所處環境溫度為25℃條件下測得的輸出電壓。而且,熱電堆的輸出電壓、運放的偏置及增益的離散性等等也可以通過軟件來進行修正。
另外,被測對象的溫度與熱電堆所處的環境溫度之間,存在著下面的關系。
Vout=A(Tb4-Ts4)
Vout為熱電堆的輸出電壓(V)
A為比例系數
Tb為被測物體的溫度(K)
Ts為熱電堆所處的環境溫度(K)

熱門物料
型號
價格
LM1117IMPX-3.3/NOPB/線性穩壓器(LDO) | 0.7147 | |
DRV8874PWPR/有刷直流電機驅動芯片 | 3.45 | |
LM358BIDR/運算放大器 | 0.35 | |
LMR33630ADDAR/DC-DC電源芯片 | 2.01 | |
LM5164DDAR/DC-DC電源芯片 | 3.19 | |
ADS1299IPAGR/模擬前端(AFE) | 222.43 | |
TPS82130SILR/DC-DC電源模塊 | 6.13 | |
TPL5010DDCR/定時器/計時器 | 1.0884 | |
LM27762DSSR/電荷泵 | 3.11 | |
TLV9062IDR/運算放大器 | 0.3242 |