各式温度传感器的原理及温度传感器套管破裂的解决

AD590是美国模拟器件公司的电流输出型温度传感器，供电电压范围为3~30V，输出电流223μA（-50℃）~423μA（+150℃），灵敏度为1μA/℃。当在电路中串接采样电阻R时，R两端的电压可作为输出电压。注意R的阻值不能取得太大，以保证AD590两端电压不低于3V。AD590输出电流信号传输距离可达到1km以上。作为一种高阻电流源，最高可达20MΩ，所以它不必考虑选择开关或CMOS多路转换器所引入的附加电阻造成的误差。适用于多点温度测量和远距离温度测量的控制。

　　5、逻辑输出型温度传感器

　　设定一个温度范围，一旦温度超出所规定的范围，则发出报警信号，启动或关闭风扇、空调、加热器或其它控制设备，此时可选用逻辑输出式温度传感器。LM56、MAX6501-MAX6504、MAX6509/6510是其典型代表。

　　LM56是NS公司生产的高精度低压温度开关，内置1.25V参考电压输出端。最大只能带50μA的负载。电源电压从2.7~10V，工作电流最大230μA，内置传感器的灵敏度为6.2mV/℃，传感器输出电压为6.2mV/℃&TImes;T+395mV。

　　6、数字式温度传感器

　　它采用硅工艺生产的数字式温度传感器，其采用PTAT结构，这种半导体结构具有精确的，与温度相关的良好输出特性。PTAT的输出通过占空比比较器调制成数字信号，占空比与温度的关系如下式：DC=0.32+0.0047*t，t为摄氏度。输出数字信号故与微处理器MCU兼容，通过处理器的高频采样可算出输出电压方波信号的占空比，即可得到温度。该款温度传感器因其特殊工艺，分辨率优于0.005K。测量温度范围-45到130℃，故广泛被用于高精度场合。

　　导致温度传感器套管破裂的原因和解决方法

　　在不少工程应用中，我们发现使用中的温度传感器套管会发生破裂现象，这会影响着生产机器运行的安全，严重的时候还会发生事故。通过对传感器套管破裂现象的调查，查找原因，我们发现导致温度传感器套管破裂的原因主要有以下几个方面：

　　（1）温度传感器套管受高速流体冲击，载负过大，应力超过极限，导致套管破裂；

　　（2）温度传感器套管本身的加工缺陷，导致应力集中，容易造成套管断裂；

　　（3）管道振动过大，造成温度传感器套管疲劳损坏；

　　（4）流体流经温度传感器套管时，诱发温度传感器套管振动，即温度传感器套管固有频率和流体旋涡脱落频率产生共振。这种共振现象会导致温度传感器套管损坏速度加快，以致断裂。

　　综合以上几种易导致温度传感器套管破裂的情形，我们连同热控专业和金属专业进行研究，发现通过以下几种方式，可以减少温度传感器套管破裂现象的发生。

　　（1）严格控制传感器套管的插入深度。随着插入深度的增加，保护套管的受力成平方倍的增加。所以，我们测量温度的时候只需将温度传感器套管插入到流体的等温区，而无需插到管道的中心点，这样有利于缩短温度表袋悬臂的长度，达到减小其端点的振幅的效果。

　　（2）在保证必要的传感器套管强度情况下，优化选取温度传感器套管的直径。因为当温度传感器套管的直径增加时，表袋受力呈线性增加，所以在选取表袋直径的时候，既要合理保证套管的强度，又要尽可能错开共振危险区。

　　（3）改变横截面形状，将其表面加工成结构型式，使流体不产生漩涡脱落现象。

　　（4）严格控制检修质量，做好传感器套管材质检查，同时还要做好探伤检查，严防焊口裂缝、断裂等异常事故的发生。

　　（5）系统投运时，避免发生管道上阀门突然全开情况。在刚投运开启阀门的瞬间，温度传感器套管将承受很大的单向力，因此在系统刚投运时，要缓慢地开启阀门，让系统压力逐渐上升，尽可能减小温度传感器套管正面和背面的压力差，避免套管因单向受力过大而导致套管断裂事故发生。

　　任何传感器在投入使用时，总会发生一些意向不到的情况，我们要理论结合实际，针对发生的具体情况，提出相应的解决办法。