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紅外熱電堆傳感器工作原理及應用

2022-07-10

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 熱電堆傳感器是什么東西

  熱電堆是一種熱釋紅外線傳感器,它是由熱電偶構(gòu)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。

  熱電堆傳感器工作原理

  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(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)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(gòu)成,兩者串聯(lián)連接。當各個熱電偶測溫端溫度上升時,熱電偶之間就會產(chǎn)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(jié)構(gòu)與工作原理圖如下:

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  熱電堆傳感器是干什么用的

  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(chuàng)新的硅基微機械技術(shù)保證了它的極好的長期穩(wěn)定性,非常低的溫度靈敏系數(shù),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(tǒng)具備很低的價格。它不需要冷卻,但在整個溫度測量范圍內(nèi)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℃。

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  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(huán)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(huán)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(huán)境溫度之間,存在著[敏感詞]的關(guān)系。

  Vout=A(Tb4-Ts4)

  Vout為熱電堆的輸出電壓(V)

  A為比例系數(shù)

  Tb為被測物體的溫度(K)

  Ts為熱電堆所處的環(huán)境溫度(K)

  因此,被測對象的溫度,可以通過測量熱電堆輸出電壓和熱電堆所處環(huán)境的[敏感詞]溫度,并通過運算后獲得。

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