溫度傳感器(temperature transducer)是指能感受溫度並轉換成可用輸出信号的傳感器。溫度傳感器是溫度測量儀表的核心部分,品種繁多。按測量方式可分爲接觸式和非接觸式兩大類,按照傳感器材料及電子元件特性分爲熱電阻和熱電偶兩類。溫度傳感器廠家溫度傳感器校準期間失敗的原因有哪幾點?

1、熱敏電阻和PRT中的自熱
校準熱敏電阻和PRT時,将施加标稱勵磁電流。所需的電流量通常在校準報告或制造商的規格中說明。
我們從歐姆定律瞭解到,當電流流過電阻時,會消耗功率(I2R)。該功率導緻傳感器發熱;這就是所謂的“自加熱”。校準溫度傳感器後,已考慮其自發熱。
使用任何一種傳感器時,請確保将讀數設置爲适當的勵磁電流。電流太少或太大都會導緻測量錯誤。如果施加太多電流,這些傳感器甚至可能會損壞。
當選擇“熱敏電阻”或" PRT"時,某些讀數會自動選擇合适的電流。其他可能需要手動設置。這些設置通常在探頭設置菜單中。如果您手動選擇電流,請始終參考溫度計的規格或校準報告以獲取正確的電流。
2、低絕緣電阻和漏電流
低絕緣電阻有時稱爲分流電阻,因爲允許電流流到測量電路之外。在電氣上,這就像将另一個電阻與傳感器並聯。當發生低絕緣電阻時,過渡結溫度常常變得太熱。(集線器不應太熱,以至於很難觸摸。)
此外,如果護套彎曲或密封層受損,可能導緻絕緣電阻低,從而使水分進入傳感器和導線。通常可以通過正確使用和處理避免此問題。
3、過渡連接點
熱敏電阻和PRT通常具有過渡連接點。過渡連接點是電纜導線連接到傳感器導線的位置。引線将被焊接或點焊。如果它們被焊接並且結點變得太熱,則焊料将熔化,從而導緻開路或斷續狀态。
通常,結用環氧樹脂密封以防止水分和其他污染物。如果密封件承受的溫度超過環氧樹脂無法承受的溫度,則密封件可能會破裂。這使水分和其他污染物可以穿透密封並到達導線和傳感器。當溫度傳感器在低於環境溫度的溫度下浸泡或環境濕度較高時,水分累積最明顯。
PRT通常包裝有粉末狀的絕緣材料。這種材料使PRT不太容易受到機械沖擊引起的應力的影響。除非存在良好的密封性,否則在低溫下隔熱層會吸收空氣中的水分。水分或其他污染物會導緻測量錯誤,並導緻溫度傳感器無法校準。滞留的水分也會帶來安全隐患。如果絕緣層吸收瞭很多水分,並且溫度傳感器被置於高溫熱源中,水分将變成蒸汽,可能導緻密封件吹脹或破裂護套。
4、導線斷裂或斷續
如果拉扯,過度工作或承受壓力,電纜可能會斷裂,從而導緻斷路或斷續。有時,傳感器或傳感器引線可能斷開或斷續。直到溫度傳感器被加熱,導緻導線膨脹和分離,一些間歇性事件才引起注意。
即使已經非常注意防止斷開或斷續的連接,但隻要有足夠的時間和使用時間,它們仍可能會發生。導線和傳感器導線的反複膨脹和收縮最終可能會造成人員傷亡,從而導緻導線斷裂。
5、污染
污染可能由化學物質,金屬離子或氧化引起。
如果液體到達導線或傳感器導線,則在PRT中可能會發生化學污染。這可以改變鉑的純度,從而改變其電特性。純度的任何變化都是永久性的。
鉑絲的金屬離子污染通常發生在600oC或更高溫度下。因爲PRT傳感器是使用高純度鉑絲制造的,所以它們最容易受到這種類型的污染。金屬離子的污染是不可逆的,會導緻PRT的溫度不斷上升。這在參考溫度極其穩定的三水位電池中尤爲明顯。當PRT制造用於極高的溫度時,其構造應使傳感器免受離子污染。
溫度傳感器護套通常被密封以防止污染。工業溫度傳感器和輔助溫度傳感器在密封之前均未排空。因此,通常,它們内部将有一些幹燥的空氣。當它們暴露於各種溫度下時,會在電線表面形成氧化。氧化主要影響溫度傳感器,其感測元件包含鉑絲。
氧化會導緻金屬RTD中RTPW(在水三相點處的電阻)增加。幸運的是,可以使用制造商建議的溫度和步驟,通過對RTD進行退火來去除氧化。在退火前後,将溫度傳感器與水箱三點精度等标準進行比較。這使您可以確定該過程是否成功,
6、磁滞和不可重複
磁滞現象是指當溫度計在連續的溫度範圍内移動時,溫度傳感器的讀數會滞後或出現“記憶”效應的情況。測量值取決於傳感器或電線暴露的先前溫度。如果溫度傳感器是第一次通過一定範圍的溫度(例如,從冷到熱),它将遵循特定的曲線。如果以相反的順序重複測量(在我們的示例中爲冷到熱),則具有滞後問題的溫度計将與上一組測量值有所偏差。如果重複,則偏移量可能並不總是相同。
完好無損的标準鉑電阻溫度計(SPRT)不會出現磁滞現象,因爲SPRT設計爲無應變。但是,堅固耐用的PRT並非無應變設計,並且至少具有一些滞後現象。水分進入或水分滲入溫度傳感器内部,都會在任何類型的RTD中引起磁滞現象。
7、不均勻性
在高溫下使用熱電偶時,其導線可能會被污染。這導緻導線的局部塞貝克系數從其初始狀态改變。換句話說,這改變瞭電線對溫度變化的敏感性。但是,沿熱電偶的長度方向暴露的溫度和污染可能並不均勻。塞貝克系數随即成爲沿熱電偶位置的函數。這導緻測量誤差,該誤差取決於熱電偶在整個熱電偶的整個長度範圍内所承受的溫度曲線,而不僅是測量結點處的溫度。
8、短期穩定性
測量可重複性是一個可以用多種不同方式使用的術語。它應該由使用該術語的人員定義。它通常是指熱循環或校準過程中RTPW的可重複性。
當溫度傳感器不能滿足其短期穩定性指标時,這意味著在特定溫度下測量之間的偏差超出瞭其指标。這可能是由於較大的标準偏差或沿一個方向連續漂移的讀數引起的。短期穩定性問題的潛在原因包括:
濕氣
污染
應變
漏電流
機械沖擊
不均勻性
爲防止溫度傳感器故障並避免污染,在惡劣環境中使用溫度傳感器時應採取适當的預防措施。請勿使過渡結承受高於或低於環氧密封或過渡結所能承受的溫度。請參考溫度傳感器的規格,或與溫度傳感器制造商聯系以獲取過渡結溫度規格。如果過渡接點有可能暴露在高溫甚至微弱的高溫下,則建議使用隔熱罩或散熱器。
其他防止失敗的方法:
請勿摔落,撞擊或振動PRT.
切勿彎曲未設計成可彎曲的護套。即使輕微的彎曲也會對校準或溫度傳感器的使用壽命産生不利影響。
切勿将過渡接頭浸入液體中。
切勿超出溫度傳感器的溫度規格。
請勿長時間浸泡溫度傳感器,尤其是在可能發生氧化的溫度下。
請勿拉扯或過度拉緊溫度傳感器電纜。
如果溫度傳感器需要退火,請使用推薦的溫度和技術。然後,始終通過将其與主要标準進行比較來驗證溫度傳感器的準確性。
定期将溫度傳感器的精度與主要标準進行比較,例如水三點電池或校準的SPRT(标準鉑電阻溫度計)。