工业上常见传感器介绍|时讯

RTD的英文全称为

“Resistance TemperatureDetector”，直接翻译的话应为“电阻温度检测器”。

RTD是一种特殊的电阻，它的阻值会随着温度的升高而变大，随着温度的降低而减小，工业上利用它的这一特性进行温度测量，因此也称为“热电阻”

(资料图片仅供参考)

并不是所有的金属都适合做为热电阻，需满足如下三个要求：

1)该金属的电阻值与温度变化呈线性关系；

2)该金属对温度的变化比较敏感，即单位温度变化引起的阻值变化比较大；

3)该金属能够抵抗温度变化造成的疲劳，具有好的耐久性；

符合这些要求的金属并不多常见的热电阻材料有：

铂(Pt)、镍(Ni)和铜（Cu）。

以铂热电阻为例，根据其电阻值的不同，又可分为Pt50、Pt100、Pt200、Pt500和Pt1000等。

名称中“Pt”是金属铂的化学式，后面的数值表示热电阻在0℃下的电阻值。

比如：

Pt100，表示该热电阻传感器在0℃下的电阻值为1002；而Pt1000，则表示该传感器在0℃下的电阻值为10002。

RTD热电阻在不同温度下的阻值可以用公式：R=R0(1+αT)来近似计算。其中：

1)R0表示RTD在0℃下的电阻值；

2)α称为温度系数，表示单位温度下电阻的变化值；

3)T表示测量温度，单位为℃；

根据RTD热电阻的引出线的数量的不同，可分为两线制、三线制和四线制。

两线制热电阻的引线是直接在电阻的两端引出两条导线到测温模块上。测温模块采用电桥平衡的原理，热电阻作为电桥的一个臂进行测量。

两线制热电阻没有考虑引出导线的电阻，误差较大。

三线制热电阻比两线制多一条导线，可以在很大程度上减少引线本身对测量结果的影响，检测精度比较高；四线制热电阻总共引出四条导线，精度更高。

什么是热电偶？

热电偶，英文名称

“thermocouple”1它是一种利用热电效应来检测温度的传感器。热电效应也称为塞贝克效应，它是由德国科学家约翰.塞贝克(seebeck)于1821年发现的。

热电效应表述了这样一种现象：当把两种不同金属的两端连接起来(形成回路)，给两端分别施加不同的温度时，金属的两端会产生电动势，并有电流流过。

利用这种原理来工作的传感器称为热电偶，其温度高的一端称为热端，也称为工作端；温度低的一端称为冷端，也称为参考端；

根据热电偶中两种金属材料的不同，又分成不同的类型，也称为分度号，我们国标GB/T16839中定义的几种热电偶分度号如下面的表格所示：

接近开关是一种能输出开关量信号的电气元件，它连接到PLC的数字量输入通道。

通常情况下，我们使用的是具有常开性质的接近开关。这种接近开关在没有激活的情况下输出电路处于断开状态，输出信号0；当有物体接近它时，它的内部电路被激活，输出电路接通，输出信号1。

在一些情况下，比如基于安全的考虑，也使用具有常闭性质的接近开关。这种接近开关在通电但没激活的情况下处于接通状态，输出信号1；在激活的情况下（比如有物体接近）1输出电路断开，输出信号0；这类开关在断线的情况也输出信号0，可用于一些信号被触发需要报警的场合。

电感式接近开关，它的内部有一个高频振荡电路，并产生一个交变的磁场。当金属物体靠近该磁场时，会改变振荡电路的频率。接近开关内部的触发电路检测到振荡频率的改变，从而驱动输出电路向外输出开关信号；铁质金属和非铁质金属对振荡电路频率的改变是不同的，电感式接近开关只能检测金属类物体。

电容式接近开关的感应面是由两个金属电极组成的电容器，其内部有一个振荡电路，外部形成一个静电场。当有物体靠近时，无论是金属物体还是非金属物体，都会使其内部振荡电路的电容发生变化，从而导致电路发生振荡。触发电路会检测到这种变化，当信号强度足够大时，就会输出开关信号。

光电式接近开关是根据光的反射、透射、辐射、遮挡等导致光接收器检测到的光强度变化从而检测是否有物体靠近，内部触发电路根据光强度的大小驱动输出电路向外输出开关信号。