选择温度传感器比选择其他类型的传感器需要更多的考虑。首先,必须选择传感器的结构,以便在敏感元件的规定测量时间之内达到被测流体或被测表面的温度。温度传感器的输出仅为敏感元件的温度。事实上,通常难以确保传感器指示的温度是被测物体的温度
在大多数情况之下,温度传感器的选择需要考虑下面六个问题:
(1)被测物体的温度是否需要记录、报警和自动控制,是否需要远程测量和传输
(2)温度测量范围的尺寸和精度要求
(3)测温元件的尺寸是否适当
(4)当被测对象的温度随时间变化时,测温元件的滞后是否满足测温要求
(5)被测对象的环境条件是否会损坏测温元件
(6)价格如何,使用是否方便
容器之中的流体温度通常通过热电偶或热电阻探头测量。但是,当整个系统的使用寿命远远超过探头的预期使用寿命,或者预计探头将被频繁地拆除进行校准或维护,但无法在容器之上开口时,可在容器壁之上安装永久热电偶套管。使用热电偶套管将明显延长测量的时间常数。当温度变化慢且热导率误差较小时,热电偶套管不会影响测量精度,但如果温度变化较快,敏感元件无法跟踪温度的快速变化,热导率误差可能增大,则会影响测量精度。因此,应考虑可维修性和测量精度
热电偶或热电阻探头的所有材料应适应可能接触到它们的流体。使用裸露元件探头时,必须考虑与被测流体接触的各种部件(敏感元件、连接导线、支架、局部防护罩等)材料的适应性。当使用热电偶套管时,只需考虑热电偶套管的材料
当浸入液体和大多数气体之中时,电阻热敏电阻通常是密封的,并且至少得有涂层。裸露的电阻元件不能浸入导电或污染的液体之中。当需要快速响应时,可在干燥空气、有限气体和某些液体之中使用。如果电阻元件用于停滞或慢流动的流体之中,通常需要用某种外壳覆盖以进行机械保护
当管子、导管或容器不能开口或禁止开口,因而不能使用探头或热电偶套管时,可通过在外壁钳夹或固定一个表面温度传感器的方法进和测量。为了确保合理的测量精度,传感器必须与环境大气热隔离并与热辐射源隔离,而且必须通过传感器的适当设计与安装使壁对敏感元件的热传导达到到最佳状态。
所测的固体材料可以是金属的或非金属的,任何类型的表面温度传感器都会在某种程度上改变被测物表面或表面下层的材料特性。因此,必须对传感器及其安装方法进行适当的选择以便将这种干扰减到最小程度。理想的传感器应该完全用与所测固体相同的材料制造并与材料形成一体,这样测量点或其周围的结构特征就不会以任何方式改变。可用的这类传感器有各种各样,其中包括电阻(薄膜热电阻、温度传感器)型,也包括薄膜和细导线型的热电偶。用可埋入的小传感器或带螺纹的镶嵌件进行表面玉的温度测量,应使埋入的传咸器或镶嵌件的外缘与所测材料的外表面平齐。镶嵌件的材料应与所测的材料相同,至少要非常相似。使用垫圈式传感器时,必须注意确保垫圈所能达到的温度尽可能接近预测温度。
温度传感器的选择主要是根据测量范围。当测量范围预计在总量程之内,可选用铂电阻传感器。较窄的量程通常要求传感器必须具有相当高的基本电阻,以便获得足够大的电阻变化。温度传感器所提供的足够大的电阻变化使得这些敏感元件非常适用于窄的测量范围。如果测量范围相当大时,热电偶更适用。最好将冰点也包括在此范围内,因为热电偶的分度表是以此温度为基准的。已知范围内的传感器线性也可作为选择传感器的附加条件。
响应时间通常用时间常数表示,它是选择传感器的另一个基本依据。当要监视贮槽中温度时,时间常数不那么重要。然而当使用过程中必须测量振动管中的温度时,时间常数就成为选择传感器的决定因素。珠型温度传感器和铠装露头型热电偶的时间常数相当小,而浸入式探头,特别是带有保护套管的热电偶,时间常数比较大。
动态温度的测量比较复杂,只有通过反复测试,尽量接近地模拟出传感器使用中经常发生的条件,才能获得传感器动态性能的合理近似。