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影响温度变送器效应的指南大全

来源:发表时间:2019-07-13


摘要
      温度会对电路产生很大影响,无论这是否会改变电路的增益。或者在这种情况下,改变变送器的操作。温度对将研究温度、红外和被动红外变送器。温度对不同类型的变送器有不同的影响。用于红外和被动红外线,身体的温度和周围环境可能导致变化可检测波长。温度变送器,温度的变化会改变空气中的声音。
关键字:
      温度是指超出人类听觉范围的声波。此范围下降20KHz = 10MHz之间。这是一个典型的范围,更高的频率声波可以生成,但没有严重的使用,因为高衰减。红外线指波长长于可见光的电磁波但比微波短。(700nm to 300μm) 先容:
      温度变送器通过发送温度脉冲波来测量距离,然后等待反弹。如果波返回,则变送器前面有一个对象,并且时间返回时可用于计算物体与变送器的距离。这段时间延迟被转换为脉冲宽度或电压电平,可以校准距离。温度成为一个问题,因为空气中的声音速度取决于温度。在大多数情况下,使用近似值,但如果变送器是在温度变化大的环境中使用,声音速度的变化必须考虑到。被动红外变送器 (PIR) 通过拾取环境红外热的变化来感应物体。变送器不发射红外光,只被吸取。红外热在波长取决于物体的温度。因此,环境温度和物体温度对于变送器的选择至关重要,因为它必须对所需的波长范围。大多数变送器都设计用于工作在温度人体和周围广泛的温度;但是,极冷或热时必须考虑到波长灵敏度。主动红外变送器或红外变送器 (IR),为简单起见,通过发出来自变送器的红外脉冲,并吸取反映在单独的接收机。如果没有红外辐射被吸取回来,那么在变送器。温度影响红外变送器,因为变送器发射的波长
      会根据环境温度而变化。接收器也可能受到影响。红外变送器设计用于在指定的温度范围内工作。所需的变送器必须不仅针对距离范围,而且针对功能温度范围。
引导:
超声
      有一个简单的方程,考虑到温度依赖的速度在空气中的声音


      其中 c 是空气中的声音速度,T 是温度(摄氏度)。这是等式表示,在 0°C 时,声音以 331.45m/s 的速度传播,并且每个高度都超过声音传播速度快 0.607m/s。这是因为移动速度更快的粒子允许脉冲旅行更快。说明这一概念的一个例子是,温度是否接近零摄氏度在空气中的粒子将勉强移动(假装空气将是一个气体在绝对零),这将需要更多的时间,他们相互碰撞
传输声波,这将导致声波移动非常缓慢。
      在大多数应用中,可以避免空气问题中的声音速度。输出温度变送器,无论是脉冲宽度的长度还是电压电平,都由对象放置在变送器前面的已知距离并观察输出。从中可确定已知距离的输出,可以确定其他距离。但是,如果变送器是在室内和室外使用,或温度变化较大的任何地方,温度变化会影响变送器的精度。为此,温度变送器也集成到设计中。此实现为微控制器的编程留下了很多自由。
正在处理温度和温度变送器的输出。过程很简单:
      1. 校准输出。选取基本工作温度,并在此使用声音速度使用已知距离和时间延迟校准变送器。


      2. 使用温度变送器,对输出进行编程,以为每个输出添加或减去 .607m/s分别高于或低于基本工作温度。
      3. 测试以确保输出对于极端温差准确。
      这种设计考虑到温度引起的声速变化;然而它不包括由于湿度、海拔或其他原因而改变空气中的声音速度因素。这些类型的变送器不像温度计那样低价地集成到系统中。
无源红外变送器 (PIR)
      大多数 PIN 设计用于感知来自人类的热量变化;但是,对于 PIR 来说,要检测其他物体,温度注意事项必须检查。PIR 变送器的主要功能是吸取某些波长的电磁辐射。因此,设计或变送器的选择取决于电磁辐射的波长,需要感知一种叫做维恩置换法的黑体辐射属性,物体的温度有利于最大发射波长。所指的最长不是变送器超出的最长不会感应到物体,而是最大辐射强度的波长发现。


      其中 T 是开尔文和 b 中的温度是 Wien 的位移常数,等于2.89777x106纳米和K。对于室温(300K)下的人,μmax = 9600nm。大多数 PIR 变送器设计用于在 7000nm 到 14000nm 区域工作,为人类传感提供了充足的范围。然而感应极端热或极端冰冷需要计算,以便知道什么波长,一个是在数据表上查找。要感知非常热的对象,例如 1000K,Wien 的必须使用位移法来识别在2900nm. 这个简单的一步过程计算说明了为什么设计 PIR 变送器
在特定波长范围内工作。
红外变送器:
      红外变送器设计用于红外 LED 和如果存在物体,则使用光电探测器接收脉冲。选择要使用的 LED 时,作为红外变送器设计中的变送器,必须考虑温度。这是因为 LED 的发射光谱会随着温度的变化而变化。如果工作温度低于其设计范围,发射脉冲不会集中在所需的发射波长。为了识别使用哪种 LED,必须了解带隙能量,改变带隙能量单位温度变化,以及LED为
      组成。这可以通过查看可能的 LED 数据表,然后查找表中的数据。必要的数据不是最常见LED化合物难以找到;两个广泛使用的电子参考,因此,在拍摄温度时识别 LED要考虑:
      1. 确保带隙波长在红外光谱中。
      2. 评估以下公式的右侧,该公式在发射波长远离带隙波长。转变应该一样小,尽可能防止与光探测器的波长有较大偏差。


      3. 由于单位温度变化的带隙能量变化总是负数,温度升高总是会把发射的波长转移到更高的
波长。


      4. 发射波长的相对变化可以使用以下方法计算:


      5. 接下来,找出由于温度,发射光谱将变得多宽,因此,峰值输出强度将下降多少。这是由公式如下,其中 1/2 是全宽度,最大宽度为波长范围一半。


      6. 使用此过程,对于给定的 LED,可以创建以下曲线来显示温度对发射光谱的影响。下面是一个 AlGaA 的示例红外 LED。对于不同类型的红外LED可以重复此步骤确定最佳选项。


      通过此过程,可以选择适当的光电探测器来安装特定的 LED,可以选择最适合给定的光电探测器,同时将温度效应纳入记录。

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