如何提高温度测量的精度
- 格式:pdf
- 大小:519.08 KB
- 文档页数:7
提高测量精度的十大技巧测量是科学研究、工程技术和日常生活中不可或缺的一部分。
在许多领域中,测量的准确性对结果的可靠性和判断的正确性起着至关重要的作用。
然而,提高测量精度并不是一项简单的任务,它需要经验、技巧和良好的设备。
在本文中,我们将讨论提高测量精度的十大技巧,旨在帮助读者在测量任务中取得更准确的结果。
1.选择适当的测量器具在进行测量任务之前,首先需仔细考虑选择适当的测量器具。
不同的测量任务需要不同类型的仪器。
例如,对于长度测量,可以选择尺子或卷尺,而对于重量测量,可以选择天平。
确保选择的仪器精度符合你所需的测量要求。
2.进行校准校准是提高测量精度的关键步骤之一。
定期对仪器进行校准,以确保其准确性和精度。
校准可以通过与已知标准进行比较来进行,例如使用已知质量的砝码校准天平。
校准后的仪器可以提供更可靠和准确的测量结果。
3.控制环境条件环境条件对测量精度有很大的影响,因此需要控制环境条件以提高测量精度。
温度、湿度和气压等因素都可以对测量结果产生影响。
确保在适当的环境条件下进行测量,可以减少环境因素对测量结果的干扰。
4.消除随机误差随机误差是测量过程中不可避免的一种误差,其来源于各种因素的随机变化。
消除随机误差的关键是进行多次测量,并求取平均值。
通过多次测量并取平均值,可以减小随机误差的影响,提高测量的准确性。
5.减小系统误差系统误差是测量过程中的固定误差,其源于仪器的缺陷或操作的不准确性。
为减小系统误差,可以采用使用更精确的仪器、改进操作方法或对仪器进行校准等方法。
通过减小系统误差,可以提高测量的精度和准确性。
6.增加测量样本的数量增加测量样本的数量可以提高测量的精度。
通过增加测量样本的数量,可以获得更多的数据点,从而减小随机误差的影响。
同时,对于一些特定的测量任务,增加样本数量还可以提供更可靠和全面的分析结果。
7.注意测量的范围当进行测量时,需要注意测量的范围。
确保所选取的测量范围包含了所需测量的数据范围,以避免数据超过仪器的测量范围导致的不准确结果。
提高温度计的精确度的方法
温度计是一种常用的测量温度的仪器,其精确度对于我们的工作非常重要。
有几种方法可以提高温度计的精确度。
首先,应该检查温度计的传感器是否正常工作,以确保其精确度。
如果传感器出现问题,应及时更换。
其次,应定期校准温度计,以确保其精确度。
如果使用的是普通的温度计,可以通过温湿度计或气象站等设备进行校准。
最后,应经常检查温度计的连接件,以确保其精确度。
如果发现任何连接问题,应及时纠正。
此外,还应使用正确的温度计,以确保其精确度。
不同的温度计有不同的精度,因此应根据实际需要选择正确的温度计。
此外,应尽量避免在温度计上暴露在高温、湿度、磁场和有害物质等环境中,以确保其精确度。
总之,要想提高温度计的精确度,我们应检查传感器是否正常工作,定期校准温度计,检查连接件是否正常,使用正确的温度计,并尽量避免在高温、湿度、磁场等环境中暴露温度计。
只有这样,才能确保温度计的精确度。
提高实验测量精度的技巧与建议实验测量是科学研究中不可或缺的一环,准确的测量数据对于科学研究的可靠性和有效性具有重要意义。
然而,由于种种因素的影响,实验测量往往存在一定的误差。
本文将介绍提高实验测量精度的一些常用技巧与建议。
1. 选择合适的测量仪器在进行实验测量之前,选择合适的测量仪器是至关重要的。
仪器的性能和精度直接影响实验测量结果的准确性。
因此,在选择仪器时应尽量选择精度高、稳定性好的仪器,并且确保其适用于所要测量的物理量。
2. 校准仪器即使是精密仪器,也可能存在一定的误差。
因此,在进行实验测量之前,对仪器进行校准是必要的。
校准仪器可以消除仪器本身的误差,从而提高测量的准确性。
常用的校准方法包括零点校准和比较校准等。
3. 控制环境条件环境条件对实验测量结果的精度有很大影响。
例如,温度的变化会导致测量结果偏离真实值。
因此,控制环境条件是提高实验测量精度的关键之一。
可以采取合理的温控措施,例如使用恒温器或保温装置等,来保持稳定的温度。
4. 重复测量重复测量是提高实验测量精度的一个重要策略。
通过多次测量同一物理量,可以消除偶然误差和系统误差,从而得到更加准确的平均值。
在进行重复测量时,要注意控制其他条件的稳定性,尽量减小误差的来源。
5. 注意测量方法的选择不同的测量方法适用于不同的物理量和实验条件。
在选择测量方法时,要考虑到物理量的特点以及实验的约束条件。
例如,在测量小角度时,可以采用刻度尺测量方法,而在测量大角度时,可以使用测角仪等更精确的仪器。
6. 注意系统误差的校正系统误差是实验测量中常见的一种误差类型,通常由仪器本身的偏差或者实验条件的变化引起。
为了提高实验测量的精度,需要注意系统误差的校正。
可以通过对仪器进行零点校正、使用补偿器件或者适当调整实验条件等方式来减小系统误差。
7. 数据处理与分析在实验测量之后,对测量数据进行合理的处理和分析也是提高测量精度的重要手段。
可以使用统计方法来处理数据,例如计算数据的均值和标准偏差等,从而得到更可靠的结果。
如何提高温度测量的精度这篇文章首次发表在Sensor Review,国际级的工业传感器期刊。
Volume 21, No. 3 2001. 这篇文章也曾发表在德国(Elektronic杂志)和挪威(Elektronic Norden杂志)。
作者:Alan TongAlan Tong是Pico Technology Ltd 的技术领跑者,主要研究的领域是数据采集和温度测量。
摘要为了在精确测量上取得相对较低的价格,先进的温度测量技术已经催生了各种各样的传感器和测量仪器。
本篇文章回复原本地看看三种最流行的温度传感技术,接着给出了一些建议以避免经常进入损坏温度测量系统精度的误区。
介绍高精度的温度测量设备现在广泛存在,价格也比较合理,但是同时温度测量任务的简化也导致了很多用户在使用高精度传感器和测量设备犯了很多简单的错误而导致了相反的结果。
当人们有了一个测量温度的要求,很多人第一反应是要购买他们能购买得起的精度最高和价格最贵的传感器和测量设备。
作为制造商,我们当然拍手称好,因为我们可以获得更高的利润。
但是,不得不承认这是做精确测量的错误方式。
正确的测量举个例子,假如你想简单的测量房间的温度,精度要求达到1℃。
这里的问题是房间的温度不止一个而是多个不同的温度值。
图1展示了在Pico公司的仓库安装了三个不同的高度传感器来记录温度。
传感器的读数至少相差1℃以上,不管各自的传感器有多么精确,我们也绝不可能得到精度为1℃的测量值。
图1另一个看起来非常明显但又经常被忽略的点是你仅仅记录了传感器的温度。
任何传感器的温度和实际的温度值之间总会有一个直接的偏差。
打个比方,如果你夹了一个温度传感在水管上用来测量管内水流的温度,这显然是错误的。
图2温度的差异是由管的内外表面造成的,同时环境的空气温度和传感器周围的空气流动会造成更大的偏差。
但是,出于实用和/或安全的原因,你可能不得不要按下面的测量方式去做——这样通过热滞后包括传感器和附在传感器上的附件才会减少错误的发生。
提高温度计的精确度的方法温度计是一种常见的测量测量温度的仪器,它以不同的方式测量环境或物体的温度,可以用来提供关于基本环境的信息。
温度计的精确度至关重要,因为任何测量不准确会对分析和研究造成不利影响。
本文旨在介绍如何提高温度计的精确度,以便更好地满足使用者的测量需求。
首先要提高温度计的精确度,需要保证温度计的正确使用。
许多种类的温度计都有专用的说明书,用户应仔细阅读,并准确按照说明使用,以最大限度地发挥温度计的精确度和性能。
例如,应避免温度计的过度旋转和使用强烈的热源,否则会破坏温度计的精度。
其次,要提高温度计的精确度,需要定期校准温度计。
温度计在长时间使用后,芯片或部件可能会因温度变化而发生变化,导致准确性降低。
为此,使用者应定期(例如一年一次)将温度计送往专业机构进行校准,以保证温度计的准确性和精确性。
此外,也可使用先进的技术来改善温度计的精确度。
许多传统的温度计都可以通过安装新技术来改进,例如安装数字信号处理器(DSP)、微处理器(MCU)或其他小型电路来提高温度计的准确性和精确性。
新技术可以更准确地测量温度,同时也可以提高温度计的稳定性和便携性。
最后,要提高温度计的精确度,也可以使用新型温度计。
许多新型温度计都采用了抗干扰技术、功耗技术和传感技术等新技术,可以更加准确的测量不同的温度及温度范围。
因此,新型温度计可以更准确地测试温度,以满足用户对精密测量的需求。
以上就是提高温度计精确度的几种方法。
首先,确保正确使用温度计,避免过度旋转和使用强烈的热源;其次,定期校准温度计以保证准确性;此外,也可以使用先进的技术来改善温度计精确度;最后,使用新型温度计,可以更准确地测试温度。
最终,通过采用上述技术,可以大大提高温度计的精确度,以满足用户的需求。
提高测量准确度的方法
测量准确度对于许多领域都非常重要,包括科学研究、工程和医学等。
提高测量准确度的方法有许多,以下是一些常见的方法:
1. 使用更精确的测量工具和仪器。
这包括更高精度的尺子、量
角器、卡尺、衡器等等。
使用更精确的仪器可以减小误差,提高测量准确度。
2. 重复测量,取平均值。
每次测量都有一定的误差,重复测量
可以减小误差,取平均值可以更好地反映测量结果的真实值。
3. 校准测量工具和仪器。
使用经过校准的测量工具和仪器可以
确保它们的测量准确度符合要求。
4. 控制环境。
环境因素如温度、湿度等都会影响测量结果,因
此需要控制环境以确保测量准确。
5. 遵循正确的测量方法和步骤。
不同的测量方法和步骤都有不
同的适用范围和误差,因此需要根据具体情况选择正确的方法和步骤。
通过以上方法,可以提高测量准确度,确保测量结果符合要求,可靠地支持科研、工程和医疗等领域的工作需求。
- 1 -。
小学四年级温度数学教案:如何给温度测量仪器校准温度是指物体分子运动状态的一种表现形式。
一般来说,温度高,分子的运动就强烈,反之,温度低,分子的运动就相对缓慢。
因此,在科学、工业、生活中,准确测量温度十分重要。
然而,由于温度测量仪器存在误差,故需要进行校准,以保证测量结果的准确性。
下面,我们就来介绍一下如何给温度测量仪器进行校准。
我们需要了解什么是温度校准。
温度校准,顾名思义,就是通过比较温度测量仪器测量结果与参照标准或已知温度值的偏差,来调整仪器的刻度或修正系数,使其测量结果更加准确。
我们需要学会如何进行温度校准。
温度校准的具体方法有很多种,这里我们就介绍一种常用的温度校准方法——零点校准。
零点校准法是在接通测量电路前,先用温度计测量零点,并将测得的零点读数作为初始参考。
接着,应用高精度电压源供给检测电桥,通过调整校准电位器的阻值,使检测电桥平衡,此时再使用温度计测量此时的电压输出,以判断调节后电桥输出的电压是否正确。
如果不正确,则通过调节状态量转换器等元器件,调整输出电压大小和输出波形的操作,以使检测电桥得到相应的稳定输出,从而保证校准的精度和准确性。
我们需要掌握如何根据校准结果进行调整。
温度校准完成后,需要根据校准结果对温度测量仪器进行调整。
一般来说,调整方法有两种,一种是直接对仪器上的刻度进行调整,让其与校准结果相符合,另一种是通过根据校准结果计算出刻度修正系数,再对仪器的输出电流进行调整。
温度校准虽然看起来比较麻烦,但是在温度测量方面非常重要。
只有通过对仪器进行校准,才能保证测量结果的准确性和稳定性。
因此,在日常生活和工作中,我们应当重视温度校准工作,确保温度测量仪器的正常运行和准确性。
高精度测量技术的关键技术探讨在当今科技飞速发展的时代,高精度测量技术在众多领域中发挥着至关重要的作用。
从航空航天到精密制造,从医疗诊断到地质勘探,高精度测量技术的应用无处不在。
它不仅能够为科学研究提供准确的数据支持,还能在工业生产中保障产品的质量和性能。
那么,实现高精度测量的关键技术究竟有哪些呢?首先,传感器技术是高精度测量的基础。
传感器就如同测量系统的“眼睛”,负责感知和捕捉被测量对象的各种信息。
为了实现高精度测量,传感器需要具备高灵敏度、高分辨率、低噪声和良好的稳定性。
例如,在光学测量中,高精度的光电传感器能够将微弱的光信号转化为电信号,并精确地测量光的强度、波长等参数。
而在力学测量中,应变片式传感器、压电式传感器等则能够灵敏地感知微小的力和变形。
同时,传感器的校准和补偿技术也是不可或缺的。
由于传感器在制造和使用过程中不可避免地会存在误差,因此需要通过校准来确定其测量误差,并进行相应的补偿。
校准的过程通常需要使用高精度的标准器具,并采用科学合理的校准方法,以确保传感器的测量结果准确可靠。
其次,数据采集与处理技术对于高精度测量至关重要。
在测量过程中,会产生大量的原始数据,这些数据需要经过采集、传输和处理才能得到有价值的测量结果。
在数据采集方面,高速、高精度的数据采集卡是关键设备。
它能够以极快的速度采集传感器输出的信号,并保证数据的准确性。
此外,为了避免信号在传输过程中的失真和干扰,还需要采用合适的传输方式和抗干扰措施。
数据处理则是将采集到的数据进行分析和计算,以提取出有用的信息。
这涉及到多种数学算法和信号处理技术,如滤波、拟合、插值等。
通过这些技术,可以去除噪声、消除误差,并提高测量数据的精度和可靠性。
再者,测量系统的精度评估与误差分析也是高精度测量技术的重要环节。
只有清楚地了解测量系统的误差来源和大小,才能采取有效的措施来提高测量精度。
误差来源通常包括系统误差、随机误差和粗大误差。
系统误差是由于测量系统本身的缺陷或测量方法不当导致的,可以通过校准、修正等方法来减小。
提高测量精度的方法
测量是科学研究和工程技术中不可或缺的一环,而测量精度则是衡量测量结果准确程度的重要指标。
提高测量精度可以有效地提高科学研究和工程技术的水平,下面介绍几种提高测量精度的方法。
1. 选择合适的测量仪器
选择合适的测量仪器是提高测量精度的关键。
不同的测量仪器有不同的测量范围和精度,应根据实际需要选择合适的测量仪器。
同时,应注意测量仪器的使用方法和维护保养,保证测量仪器的精度和稳定性。
2. 控制环境条件
环境条件对测量精度有很大影响,应尽可能控制环境条件。
例如,温度、湿度、气压等环境因素都会影响测量结果,应在测量前对环境条件进行调整和控制。
3. 重复测量
重复测量是提高测量精度的有效方法。
通过多次测量同一物体或同一参数,可以减小误差,提高测量精度。
同时,应注意测量数据的处理和分析,选择合适的统计方法进行数据处理,得出更加准确的测量结果。
4. 校准和验证
校准和验证是保证测量精度的重要手段。
测量仪器应定期进行校准,确保测量结果的准确性和稳定性。
同时,应对测量结果进行验证,与已知数据进行比较,发现问题及时进行调整和修正。
5. 人为因素控制
人为因素也是影响测量精度的重要因素。
应注意测量人员的素质和技能,避免人为误差的产生。
同时,应注意测量人员的操作规范和流程,确保测量过程的标准化和规范化。
提高测量精度需要综合考虑多种因素,选择合适的测量仪器、控制环境条件、重复测量、校准和验证、人为因素控制等方法都是有效的手段。
只有在实践中不断总结和改进,才能不断提高测量精度,为科学研究和工程技术的发展做出更大的贡献。
如何提高温度测量的精度这篇文章首次发表在Sensor Review,国际级的工业传感器期刊。
Volume 21, No. 3 2001. 这篇文章也曾发表在德国(Elektronic杂志)和挪威(Elektronic Norden杂志)。
作者:Alan TongAlan Tong是Pico Technology Ltd 的技术领跑者,主要研究的领域是数据采集和温度测量。
摘要为了在精确测量上取得相对较低的价格,先进的温度测量技术已经催生了各种各样的传感器和测量仪器。
本篇文章回复原本地看看三种最流行的温度传感技术,接着给出了一些建议以避免经常进入损坏温度测量系统精度的误区。
介绍高精度的温度测量设备现在广泛存在,价格也比较合理,但是同时温度测量任务的简化也导致了很多用户在使用高精度传感器和测量设备犯了很多简单的错误而导致了相反的结果。
当人们有了一个测量温度的要求,很多人第一反应是要购买他们能购买得起的精度最高和价格最贵的传感器和测量设备。
作为制造商,我们当然拍手称好,因为我们可以获得更高的利润。
但是,不得不承认这是做精确测量的错误方式。
正确的测量举个例子,假如你想简单的测量房间的温度,精度要求达到1℃。
这里的问题是房间的温度不止一个而是多个不同的温度值。
图1展示了在Pico公司的仓库安装了三个不同的高度传感器来记录温度。
传感器的读数至少相差1℃以上,不管各自的传感器有多么精确,我们也绝不可能得到精度为1℃的测量值。
图1另一个看起来非常明显但又经常被忽略的点是你仅仅记录了传感器的温度。
任何传感器的温度和实际的温度值之间总会有一个直接的偏差。
打个比方,如果你夹了一个温度传感在水管上用来测量管内水流的温度,这显然是错误的。
图2温度的差异是由管的内外表面造成的,同时环境的空气温度和传感器周围的空气流动会造成更大的偏差。
但是,出于实用和/或安全的原因,你可能不得不要按下面的测量方式去做——这样通过热滞后包括传感器和附在传感器上的附件才会减少错误的发生。
图2而且,考虑到传感器的存在方式会影响到测量。
图3充分验证了这一点。
图片3图3:在这个实验中,高精度和低精度的传感器和仪器对照组分别测量等体积水被加热时的上升温度。
一只体积较大、价格较贵和高精度Pt100传感器连接到一台PT-104上(两者的精度都是0.01 ℃),PT100传感器部分浸没在第一个烧杯里。
用这种方法使用PT100传感器会使传感和仪器因“热分流”而测量失效。
热量从体积较大、部分浸没在水中的探头进入空气,从而减少了水的加热率。
此外,在这个实验中,即使水沸腾了,PT100永远都不会达到100 ℃。
反而价格较低,精度较低的解决方案提供了更加精确和有代表性的测量。
首先考虑到你将要测量的物体,接下来的步骤就是决定要用哪种类型的传感器。
在研究和工业中用的比较多的有三种传感器,它们是:热电偶,热电阻(RTD或者叫电阻温度计)还有热敏电阻。
表1对比了这三种传感器。
进行温度补偿** 热反应仅仅决定于测量部分,而不是外围热电偶1822年,一位爱沙尼亚的物理学家Thomas Seebeck偶然发现两种金属接在一起会有电压产生而且跟温度是函数关系,之后的热电偶就是根据这个“塞贝克”效应制成的。
但是热电偶不是特别精确的传感器:通常有2 ℃的误差。
但是热电偶因具有很宽的温度测量范围(-200 至2000 ℃)而得到了广泛的应用,而其他替代装置则达不到这个所需的温度。
另外,它们还有价格相对比较低功能也比较全的优势。
虽然几乎所有的两种不同类型的金属都能用来做成热电偶,但是大量使用的是标准类型(见表2),因为它们产生可预测的输出电压和大的温度梯度。
标准表显示了在给定温度下热电偶产生的电压。
举个例子,一个K型热电偶(最常用的热电偶)在300 ℃会产生12.2 mV的电压。
尽管产生的电压非常的小,但是意味着热电偶(不像RTD和热敏电阻)是自给电源而不要求额外的激励电流。
遗憾的是,我们不能简单的通过电压表连接了热电偶去测量电压,因为这样做会产生第二个不希望产生的连接点而产生另外一个电压。
为了达到精确的测量,需要采用一种冷端补偿技术(CJC)。
所有标准的热电偶表把第二个连接点都假设为它刚好保持在0 ℃,传统的办法是将它放在精心设计的冰浴中。
然而这样的冰浴在很多应用中是不切实际的,取而代之的是实际的温度在热电偶和测量仪器连接点的温度被记录下来,然后得到补偿。
冷端补偿温度是通过测量仪器的输入连接器良好的接触来传感得到的。
第二个温度读数和热电偶自己的读数通过用测量仪器计算出热电偶尖端的真正温度。
理解CJC是很重要的,因为任何冷端连接温度的测量所产生的偏差都会导致热电偶尖端测量温度的偏差。
一般要注意,避免将热电偶连接端——除非非常必要的测量——突然放在温度变化很大的地方,如此产生的结果将会导致错误。
就像所提及到的,选择不同的金属来传感热电偶的温度会产生不同的特性。
表2总结了最常用的几种类型。
表 2 —流行的热电偶类型* 除非在0 ℃,不然很多制造商提供特殊的热电偶把精度提高到0.5 ℃。
热电偶是由细线做成来减小热分流和提高响应时间,但是这样也导致了热电偶具有高阻抗性。
而又因为测量仪器的输入阻抗从而导致了测量的误差。
一个典型的裸连接热电偶带32AWG 线(直径0.25 mm) 的电阻大概是15 Ω/m.如果需要细的导体和长的引线,可以在保持热电偶导体较短的情况下采用热电偶延长导线来实现热电偶与测量设备的连接。
最好的做法是在你需要用热电偶精确测量之前要测量每个热电偶的电阻和测量仪器的输入电阻。
如果你需要增加热电偶引线的长度,只需要使用正确的热电偶类型延长线。
使用任何其他类型的线将引入一个不需要的热电偶接点。
任何插头,插座或接线端子都要确保连接扩展线是跟热电偶一样的金属以及要随时观察极性是否正确。
因为热电偶测量信号水平只有微伏,因此噪音干扰可能是一个问题。
从杂散电和磁场产生的噪音通常高于信号电平几个数量级。
大部分的测量仪器是可以防止共模干扰的(两条线的信号一样),但是这种设计又不能保证绝对完美,所以只能尽量减少噪声干扰。
我们可以在测量的时候远离噪声或者有两条热电偶线(绝缘)交叉的拧在一起,这样两条线受到的干扰是一样的,就可以相互得到补偿。
如果非得在一个噪声很大的环境下测量(比如在一个很大的发动机附近),那么就得考虑用屏蔽电缆了。
热电偶的最后一点说明是:标定降级。
这是一个随机改变热电偶结构的过程。
这种情况产生的原因是空气颗粒扩散到了金属的测量端。
另外一种原因是一些绝缘层的杂质或者是化学物质扩散到热电偶的导线上。
如果测量的是高温,那么必须详细检查探头的绝缘层情况。
RTD(热电阻)另一种常见的温度测量装置是热电阻——本文中讨论的三种类型的传感器中最稳定和最精确的(尽管价格昂贵,脆弱)。
任何金属电阻都是随着温度变化而变化,大多数情况下电阻随着温度呈现正温度系数变化(PTC)。
最常见的热电阻是铂电阻温度计(PRT),实际操作范围是-250到850℃。
根据类型不同,RTD 的精度范围在0.03至0.3 ℃之间。
用的最普遍的铂电阻温度计就是Pt100——之所以这样叫是因为在0 ℃时它的电阻是100 Ω。
铂电阻温度传感器不是绕线的就是金属膜电阻器。
当然,后者具有更快的响应时间。
实际上Pt100传感器基本上就是一个电阻,因此它的值可以用一个欧姆表来测量,见图4。
然而,因为引线电阻的问题,传感器的低电阻和低灵敏度(0.385 Ω/℃)给精确测量带来了一定的难度。
一个1 Ω电阻的引线来连接pt100到测量表会给测量带来超过5℃的误差。
为了避免引线电阻的误差,很多PT100的测量做成四线制的(见图4)。
两条线提供励磁电流,另外两条线经过PRT连接电压表。
提供的伏特计阻抗就比电缆的电阻高几欧姆,这不会导致一个错误。
两线制和四线制折中的方法就是3线制测量。
正如假设的那样考虑到高精度的测量,三条线是具有相同电阻的。
在实际中,精度测量需要四线制配置。
此外,热敏电阻往往比三线制或者四线制的PT100的测量更精确。
图4图4:四线制(右图)提供了最好的精度,但是注意:低电阻和低灵敏度的PTD给测量仪器提出了很大的要求,可以解决的方法是可以在励磁电流,噪声和分辨率上下功夫。
为了减少传感器自身产生的热量,励磁电流要尽可能的小(<1mA)。
这样就相应地减小了传感器的输出电压,信噪比(通过增强信号增强)和仪器的分辨率。
不过还好,先进的仪器是手持式的。
打个比方,Pico研发生产的PT-104由于新颖的设计和24位的模拟到数字转换,用的仅仅是0.25mA的驱动电流就可以实现0.001 ℃的分辨率。
对于高精度的测量,传感器自身产生的热量往往需要考虑进去。
在生产过程中,驱动电流的值和给定传感器的自产热是存在的。
一般情况下,小的传感器在空气中因为自产热可导致1 ℃/mW的错误。
1 mA 的驱动电流在100 Ω 的电阻中可以消耗0.1 mW进而造成0.1 ℃的错误。
用一个大一些的传感器可以减小自产热所带来的误差,但可能会导致热分流的误差(就像以上实验图2所讲的那样)。
从Pt100传感器中的小信号导致的噪声问题跟热电偶的是相似的,注意和解决的方法也是一样的。
最后一点大家没有注意到的是两个不同补偿曲线的存在。
DIN 43760 标准, 也称为“欧洲曲线”,对于一个Pt100来说是0.385 Ω/℃,然而还有一种基于更高纯的的铂金线叫“美国曲线”(经常作为参考的标准),它定义了温度的有效值是0.392 Ω/℃。
在这两者当中,欧洲曲线是占统治地位的(即使是在美国),很多测量仪器是对它进行补偿的。
要不然,一个具有美国曲线的prt可仪器却是对欧洲曲线传感器进行补偿,就会产生一个小的误差。
热敏电阻很多人都不公正低评判热敏电阻是不精确的传感器。
这也许在过去是真理,过去热敏电阻在最好的状态下也有5%的公差存在。
对于精度要求很高的测量上RTD还是最好的选择。
但现代的热敏电阻不会落后太多。
拥有0.1 ℃精度的热敏电阻现在普遍存在而且还具有非常合理的价格。
它们有非常快的响应时间和相比RTD每摄氏度具有更高的输出。
和RTDs一样,热敏电阻也利用了材料中的电阻是随着温度的变化而变化。
大部分热敏电阻采用金属氧化物,具有负温度系数(NTC)。
热敏电阻提供了一个相对高的精度(0.1至1.5 ℃)但是使用范围一般限制在-100至300 ℃。
没有一种热敏电阻能够超越这个范围而且缺乏标准化也意味着传感器和仪器经常得一起买。
热敏电阻的响应是非线性的,而且跟RTD一样,由于自产热的原因,我们要避免太大的励磁电流经过热敏电阻。
跟仪器连接的方式是一个简单的两线制配置,不像RTDs,我们不必补偿引线电阻,对热敏电阻来说,引线电阻太小了(一般是1到100KΩ)。