温度传感器的发展历程背景及研究意义.doc

温度传感器的发展历程背景及研究意义 1温度传感器的产生与发展 1 2 现实意义 2 1温度传感器的产生与发展 温度是表征物体冷热程度的物理量，它在工业自动化、家用电器、环境保护、安全生产和汽车工业等行业中都是基本的检测参数之一。温度是温度监控系统中最基本、最为核心的衡量指标，也是测温系统中最为重要的被控参数，因此对温度进行准确的监测一直是一个重要的研究课题。所以，测量温度的仪器在测温系统中占有至关重要的地位[1]。温度传感器的使用范围广，数量多，居各种传感器之首。 目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、集成化向智能化及网络化的方向发展。温度传感器按传感器与被测介质的接触方式可分为两大类:一类是接触式温度传感器，一类是非接触式温度传感器。接触式温度传感器的测温元件与被测对象要有良好的热接触，通过热传导及对流原理达到热平衡，显示值即为被测对象的温度。这种测温方法精度比较高，并可测量物体内部的温度分布。但对于运动的、热容量比较小的及对感温元件有腐蚀作用的对象，这种方法将会产生很大的误差。非接触测温的测温元件与被测对象互不接触。常用的是辐射热交换原理。此种测温方法的主要特点是可测量运动状态的小目标及热容量小或变化迅速的对象，也可测量温度场的温度分布，但受环境的影响比较大。 近年来，随着工业生产效率的不断提高，自动化水平与范围的不断扩大，对温度监测技术的要求也愈来愈高，各国专家都在有针对性地竞相开发各种特殊而实用的测温技术，并取得了重大进展[1]。新一代温度检测元件如图1所示： 图1 新型温度传感器 2 现实意义 温度是人们日常生活中接触最多的物理量之一，人们的日常生活、动植物的生存繁衍和周围环境的温度息息相关，石油、化工、冶金、纺织、机械制造、航空航天、制药、烟草、档案保管、粮食存储等领域对温度也有着较高的要求。特别是随着当今科学技术的高速发展,人们对环境温度的要求也越来越高。 近几年，人们提出了楼宇自动化的思想。希望通过自动化设备，集中控制整栋楼宇的所有温度、湿度、光照等等。使整栋大楼的都处在一个让人感觉最舒适的条件下。同时又可以根据大楼中人员的分布情况，控制大楼的各个电气设备的工作状况，在没有人的时候能够自动关闭空调、电灯、电脑等，达到节约能源的目的，响应当今世界“绿色、节约、环保”的大主题。 在仪器设备维护方面，对温度的要求也是越来越高。人们现在已经从以前定期维护的思想向着24小时监测仪器设备的各个参数数据，通过分析发现安全隐患。在设备故障出现的萌芽时期就排除了安全隐患，不仅大大提高了仪器设备的可靠性，而且还大大提高了仪器设备的使用寿命，为企业节约了一大笔开销。企业不仅期望工厂中的设备更加稳定可靠，还期望仪器设备的操作更加简单、方便，能够一个操作人员控制多台仪器设备。进而还提出了全自动化工厂的设想，希望一个庞大的工厂中，仅仅只需要一个操作员坐在中央监控室中便可使整个工厂正常运行。 除了前边的介绍外，下边还列出一些对温度要求日渐提高的具体运用地方： ①随着城网、农网改造的进行及变电站自动化技术的推广，无人值班变电站所占比重增大。为了做到对无人值班变电站重点发热设备的实时监测、实时报警、及时处理，单独靠人工巡检，无法杜绝此种事故隐患。因此，要真正实现变电站的无人值班，提高供电可靠性，进行温度的自动监测是一种有效的解决方法。 ②在信息化程度越来越高的今天，但当信息处理与交换重任的机房是整个信息网络工程的数据传输中心、数据处理中心和数据交换中心。为保证机房设备正常运行及工作人员有个良好的工作环境，对机房温度的监测是必不可少的，合理正常的温度环境是机房设备正常运行的重要保障。 ③随着农业生产中技术含量的越来越高，农业自动化设备越来越多。在温室大棚中对温度监测的要求越来越高，要求对大棚内的各个温度场温度进行实时监测，将众多温度采集点的温度全部采集回来，送到中央监控室去处理、分析。 ④随着当今人们受教育水平的不断提高，人们对书籍的需求也不断提高。在印刷车间中，为了能够得到好的印刷质量，也要求对温度要有较好的控制水平。 温度监测除用于无人值班变电站、机房监测、温室大棚监测外，还可以广泛应用于如生物制药、无菌室、洁净厂房、电信银行、图书馆、档案馆、文物馆、智能楼宇等各行各业需要温度监测的场所和领域。 其中一些领域对温度控制的要求如表1所示。 各种行业温度要求范围 表1 行业 工序 温度 行业 工序 温度 印刷 印刷 24～27 蔬菜 蘑菇栽培 14～27 弹药 存储 ≤70 档案 保管 14～27 粮食 谷物储存 16 光学 研磨 27 陶瓷 成型 27 照相 胶片制成 23～24 烟草 制丝 30～32 纺织 裗棉 21～24 储存 21～24 精纺 24～27 温度监测技术被大量地运用于人们的日常生产和生活中。但是，