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【不可忽视的无名英雄-温度传感器】
时间:2018-12-19

 当你在恒温舒适的图书馆里安静阅读,当你在机舱中享受旅行的舒适,当你发烧时用温度计测量体温,这些看似平常的生活场景,都离不开一个看似陌生的名字——温度传感器。 在许多人的眼中,温度传感器一词始终与他们存在着距离感,实际上,温度传感器在大众的日常生活中无处不在,并为众人的舒适生活、企业的安全运营默默贡献着自己的力量。

广义上来看,温度传感器是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。无论是在工业生产领域,还是在日常生活之中,温度传感器虽然看似貌不惊人,但始终都在扮演着不可或缺的角色。

如今,对于温度进行监测与调节已经成为了生活与生产中至关重要的环节,而这一切凝结着自古以来众多伟大科学家的努力与智慧。早在1592年,伽利略注意到了空气在玻璃泡内的热胀冷缩能够推动玻璃管中水的运动,从而发明了世界上第一支温度计。到了18世纪,华伦海特研制出更为精确的水银温度计,安德斯·摄尔修斯提出了0-100度的摄氏温标概念,并一直沿用至今。放眼当下,能够实现精确监测的温度传感器已在市面上随处可见。这些温度传感器基于不同的技术和设计,能够适用于多种应用场景和使用环境,可以用于商场、办公楼、工厂、医院、学校、家庭等不同场所,贯穿于我们日常生活的方方面面。

据麦姆斯咨询报道,2016年全球温度传感器市场为51.3亿美元,2016~2022年期间的复合年增长率为4.8%,预计2022年市场将达到67.9亿美元。在出货量方面,预计全球温度传感器市场增长将达到两位数。目前,全球范围内的半导体行业、汽车产业及一些过程工业对温度传感器的需求正不断增加,工业终端用户对传感技术的需求也在迅速攀升。[1]

面对多样且多变的市场需求,稳定、可靠、全方位的温度传感器解决方案成为了市场急需,也成为了许多终端工业企业致胜市场的关键因素。同时,随着电子设备的轻量化和便携化,如何设计出符合当下需求的温度传感器,也成为了工程师所面临的一项挑战。

深圳杰英特公司代理的TE Connectivity (TE) 作为温度传感器领域的行业领军者,基于长期丰富的经验,为各种温度测量、控制和补偿应用提供相应的先进产品。长期以来,TE的温度传感器已成为各领域的“超级英雄”,对人们的工作与生活都产生着积极影响。无论是医疗、航空航天、汽车、仪表还是家用电器、电机控制,TE温度传感器的身影无处不在。

 

NTC热敏电阻

 “一切以市场需求为出发”,是TE的创新源泉。在倡导灵活生产的今天,轻量化与高效低价的产品,正受到越来越多厂商的欢迎。因此,一些“小身材”的温度传感器,因为兼具了低成本与高性能,在许多领域发挥出了大能量。

TE研发的NTC热敏电阻就是温度传感器领域典型的“轻量级”选手。NTC 热敏电阻作为一种温度传感器,使用的是半导体材料,其阻值随温度增加而降低。换言之,温度的变化会对它造成很大的阻值改变,因此NTC 热敏电阻具有极高的敏感度,对温度变化的响应非常快。同时,它的小体积更是它的优势所在,因为体形迷你,它面对温度变化能很快稳定,不会造成热负载。看似小小的NTC 热敏电阻,运用范围十分广泛,能承受低至零下150°C的极限环境,可应用于透析仪器、DNA测序仪、血液分析仪等医疗设备,以及烤箱、煤气灶等家用设备中。同时,通过监测电动汽车内部的温度来防范电池过热导致的爆炸等危险,是NTC 热敏电阻的另一项重要应用。

 

热电偶 (Thermocouple)

轻量化与高性价比不仅仅是NTC热敏电阻的专属特色,另一位“小身材”选手热电偶也是可圈可点。热电偶是温度测量中比较常用的温度传感器。热电偶由在一端连接的两条不同金属线(金属A和金属B)构成。当热电偶一端受热时,热电偶回路中就产生电势差,可用测量的电势差来计算温度。热电偶的主要优势是宽泛的温度测量范围,能很好地适应严苛环境,一些部件即使在2000°C的高温环境下也能运行自如。

 

铂电阻 (Platinum Temperature)

在近年来的超级英雄热潮中,钢铁侠无疑是人气最高的人物之一。无坚不摧的战袍、超强的战斗力、高科技的装备,都让无数粉丝们印象深刻。在温度传感器领域,有这么一款TE出品的“全能英雄”—— 铂电阻温度传感器,可以说它就是这一领域的“钢铁侠”。

 顾名思义,铂电阻温度传感器的核心材料之一就是铂金。在普通大众的意识中,铂金似乎通常被用于打造婚戒,但在TE眼中,铂金是打造稳定可靠的温度传感器的优选材料。TE认为,铂金具有独特的物理特性,使得它能在不同温度下阻值变化呈现出完美的线性,有着其他材料无法比拟的稳定性,因此可在低至零下200°C、高达1000°C的温度环境下工作,从而能够运用在交通工具和各类计量表的高精度温度监测中。

 

RTD (电阻温度检测器)传感器用途十分广泛,经常运用于食品加工领域中,例如烤箱与烤架等设备。不过,谈及RTD传感器“高精尖”的应用,莫过于它在太空领域,尤其是在火箭上发挥的作用。在宇宙火箭所面临的恶劣环境中,装在火箭上的TE温度传感器能够监测火箭发射各个阶段的温度变化,从而确保火箭从发射阶段到轨道运行阶段都能始终保持稳定性能。此外,TE的 铂电阻温度传感器还经常用于废气温度的测量。无论是侦测汽车尾气排放,还是降低燃料消耗,这一温度传感器都能起到监测污染并优化燃油消耗的作用。

 

热电堆 (Thermopile)

在温度传感器的领域中,可以大致分为接触式与非接触式传感器两种。TE 的热电堆是非接触式传感器中的佼佼者。首先,TE的 热电堆可测量的物理范围非常广,哪怕是在好几米外,也能精准测量出测量对象的温度。因此,“耳温枪”这样的非接触式产品,实际上就采用了热电堆这样的传感设备。此外,这一温度传感器不仅可以用来测量温度,还可以测试CO2等其他类型的测量对象,功能较为多样,符合终端厂商们灵活多样的产品需求。

 

数字温度传感器 (Digital Temperature Sensors)

温度传感器在寻常生活中扮演的角色远不止于此,相比其他传感器,TE的数字温度传感器在我们生活中扮演的角色更为广泛与重要。所谓数字温度传感器,就是能把温度物理量和湿度物理量,通过温、湿度敏感元件和相应电路转换成方便计算机、PLC、智能仪表等数据采集设备直接读取得数字量的传感器。这样的数字化传感系统维系着许多重要场所的有序运营,在保证家居生活的舒适温度、优化能源消耗等方面都担当着重要角色。

例如在信息化程度越来越高的今天,担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良好工作环境,对机房温湿度进行监测显得尤其重要。因此,TE的 数字温度传感器可以对温度、湿度进行24小时实时监测,并能在中控室的监测主机上实时显示各个位置的温湿度测量值。一旦数值出现超出预设温湿度上下限,在监测主机上可以通过改变相应位置数值颜色来报警。

TE的数字温度传感器除用于机房监测外,还可以广泛应用于如生物制药、无菌室、电信银行、图书馆等各行各业需要温湿监测的场所和领域。在眼下大热的Google Home等智能家居领域,TE的数字温度传感器也发挥着越来越多的作用,而它兼具的易于操作性与节能环保性,更使得它将成为未来温度传感器领域的杰出代表之一。

 

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如今,温度传感器已成为全球范围内应用领域最广泛的重要设备之一,实际上,它正以其独特的方式默默为我们的生活增添诸多便利与亮点。无论是你在舒适的家中边喝咖啡边读报纸,还是驱车出行,抑或是坐在办公室中享受着恰到好处的温度,你或许都不曾留意到这些无处不在的温度传感器。但事实上,这些温度传感器正悄无声息地履行着它们的使命——调节室温,并确保一切事物在适宜温度范围内井然有序地运行。如果我们的生活与工作失去这位“无名英雄”,那么必将让所有人都感到诸多不便。因此,看似小小的温度传感器无疑对人们的生活至关重要。

深圳杰英特公司非常荣幸能够成为代理TE Connectivity温度传感器领域的一员,也将以此为不竭动力,始终为所有人提供满足不同场景需求的各类温度传感器产品。 

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