地球上的所有事物或物体都有自己的温度。电子和微电子设备的最新进展使得人们能够创建新的低成本监测系统,人们可以利用该系统进行健康预防。正如我们所见,这项技术在医疗领域的应用日益广泛。正如我们所见,如今许多人死于冠状病毒病 (COVID-19),其主要症状可以通过人体温度来识别 [1-3]。这项先进技术通过引入非接触式温度传感器发挥了作用。该设备用于测量建筑物入口处员工、学生和顾客的体温。该系统由开源电子元件组成,这些元件价格低廉且组装简单。由于感染者距离很近,现在生产并用于检测物品体温的经典温度计对所有人都构成了严重风险。在这种情况下,非接触式温度计可用于常规和危险环境 [4]。例如,在工厂和研究机构中,用于评估热体的温度。此外,在医疗领域,测量严重感染/烧伤患者的体温既危险又不安全。在这种情况下,非接触式温度计非常有用。测量体温既简单又安全,而且准确 [5]。
温度测量 1.0 简介 当今工业环境中的温度测量涵盖了各种各样的需求和应用。为了满足这些广泛的需求,过程控制行业开发了大量的传感器和设备来满足这一需求。在这个实验中,您将有机会了解许多常见传感器的概念和用途,并实际使用这些设备进行实验。 对于大多数机械工程师来说,温度是一个非常关键且广泛测量的变量。许多过程必须具有受监控或受控的温度。这可以是简单的发动机或负载设备水温监控,也可以是复杂的激光焊接应用中的焊缝温度监控。可能需要监控更困难的测量,例如发电站或高炉烟囱气体的温度或火箭的废气温度。更常见的是过程或过程支持应用中的流体温度,或机械中的金属板、轴承和轴等固体物体的温度。 2.0 温度测量的历史 如今,使用的温度测量探头种类繁多,具体取决于您要测量的内容、您需要的测量精度、您需要将其用于控制还是仅用于人工监控,或者您是否可以触摸您要监控的内容。 温度测量可分为几大类:a) 温度计 b) 探头 c) 非接触式温度计是该组中最古老的。 测量和量化某物温度的需求始于公元 150 年左右,当时盖伦根据四个可观察的量确定了某人的“肤色”。 直到 16 世纪科学发展之后,“温度计”的实际科学才发展起来 第一台真正的温度计是《自然魔法》(1558、1589)中描述的空气温度计。该装置是当前玻璃温度计的前身。到 1841 年为止,共有 18 种不同的温标在使用。仪器制造师丹尼尔·加布里埃尔·华伦海特从丹麦天文学家奥勒·罗默那里学会了校准温度计。1708 年至 1724 年间,华伦海特开始使用罗默温标制作温度计,然后将其修改为我们今天所知的华氏温标。华伦海特通过将储液器改为圆柱体,并用水银代替早期设备中使用的酒精,大大改进了温度计。这样做是因为它具有近乎线性的热膨胀率。他的校准技术是商业机密,但众所周知,他使用海盐、冰和水混合物的熔点和健康男性腋窝温度作为校准点。当
当今的消费者希望他们的日常电器能够提供可靠而高效的性能。电子传感器比机电解决方案具有更高的精度,并且设计用于在非常广泛的温度和规格范围内工作。我们的传感器在测量和控制水、蒸汽、空气和食物的温度方面发挥着至关重要的作用。它们还用于流量测量、液位控制和过载保护,并与其他传感器结合使用以实现多种功能。
简介 传统上,高温电子产品的主要市场是井下石油和天然气工业。然而,航空电子、汽车和许多其他行业的应用也具有相同的关键要求:在恶劣的操作条件下(包括高湿度和多尘)的可靠性,以及承受冲击和振动的能力。 电阻器和电容器在任何电子设备和系统中都是无处不在的。缺乏可靠的高温、高值电容器几乎肯定会限制这些新应用的增长。目前市场上大多数电容器技术,例如铝电解电容器或薄膜电容器,最高温度范围限制在 125ºC - 150ºC 甚至更低。为了获得更高的温度额定值,使用陶瓷和钽电容器。 高温应用 井下 在井下电子设备中,高温通常被归类为 150ºC 及以上。过去,150ºC 至 175ºC 的温度是钻井作业的典型最高额定值。随着钻井深度和勘探条件恶劣地区的需要,这种情况显著增加。如今,油井的温度可能超过 200ºC,压力超过 25kpsi [1]。1. MWD——随钻测量(Sperry)——MWD 工具直接安装在钻头(钻头)后面。典型的深井温度为 210ºC 及以上,在非常深的天然气井中,潜在温度可能升高到 250ºC。除了承受极端高温外,此应用中使用的电子设备还必须能够应对 15G 的持续振动和 100 到 2000G 的极端冲击 [2]。2. 测井工具/有线测量——设备连接到电线并放入现有油井中进行数据收集。由高温电池供电的工具将信息存储在内部存储器中,而其他类型的设备则通过导电电缆提供在线测量。典型的最高工作温度为 225ºC,在不到 30 分钟的时间内便可达到从环境温度上升到该温度的温升。 3. 完井工具、生产监测 – 泵和阀门控制工具由永久安装的设备操作。一般而言,这些系统监测压力、流量、密度和温度。由于它们的设计使用寿命长,因此必须使用可靠性和性能最高的组件。此应用对冲击和振动的要求非常低,温度范围在 105ºC 至 175ºC 之间。 航空电子设备 工作温度可能因电子设备所处位置的不同而有很大差异。例如,靠近发动机本身的发动机控制系统的环境温度范围为 – 55ºC 至 200ºC。随着更多电动飞机的出现,电力电子设备将取代现有的液压系统。用于燃油泵、电机控制、电动制动和着陆系统将需要能够在较长的使用寿命内承受大量热循环的高温电容器。汽车 汽车电子是汽车行业中一个快速且持续增长的领域。高温设备正在取代机械或液压系统。温度条件可能有所不同,最苛刻的位置是发动机、变速箱和制动系统。发动机和变速箱的温度通常低于 200ºC,但一些安装在车轮上的部件可能达到 250ºC。
当今的消费者希望他们的日常电器能够提供可靠而高效的性能。电子传感器比机电解决方案具有更高的精度,并且设计用于在非常广泛的温度和规格范围内工作。我们的传感器在测量和控制水、蒸汽、空气和食物的温度方面发挥着至关重要的作用。它们还用于流量测量、液位控制和过载保护,并与其他传感器结合使用以实现多种功能。
温度是限制 SETSAW 器件作为电流量子标准的精度的一个因素 Nick Fletcher、Jan-Theodoor Janssen 和 Tony Hartland NPL,英国米德尔塞克斯郡泰丁顿 1.摘要 我们测量了声电流平台 I n = nef 的斜率 (∆ I / ∆ V g ) n(n =1 和 2),作为浴温 T 在 0.3 至 4.2 K 范围内的函数。限制在一维通道中的电子“冲浪”频率为 f ≈ 2.8 GHz 的表面声波,该波由沉积在 GaAs 异质结构上的换能器产生。通道宽度由施加到同样沉积在异质结构上的肖特基栅极的电压 V g 控制。将归一化斜率 S = ( ∆ I / ∆ V g ) n /( ∆ I / ∆ V g ) n -1 → n 与使用 Flensburg 等人 [11] 提出的描述器件行为的模型计算出的斜率进行了比较。在这个模型中,S 与有效温度 T eff 相关,该温度可能大于 T 。测量表明,对于 n =1,T eff 的最小值为 1.65 ± 0.1 K,对应于最小值 S ≈ 10 -3 。2.简介 目前,国家计量机构正在进行大量研究工作,旨在开发基于单电子传输的电流量子标准。NPL 参与了两个这样的项目,一个使用单电子 R 泵(详见本摘要 [1] 中的其他内容),另一个基于本文的主题 SETSAW(表面声波单电子传输)技术。图 1 显示了 SETSAW 设备的示意图。该设备制造在半导体衬底(GaAs/Al x Ga 1-x As 异质结构)上,该衬底表面附近包含准二维电子气 (2DEG)。设备一端的叉指换能器 (IDT) 产生表面声波 (SAW),该表面声波传播通过形成 2DEG 收缩的中心区域。该行进机械波在压电 GaAs 材料中产生相应的电势,该电势与 2DEG 相互作用。在收缩区域(通常由沉积在表面上的金属分裂栅形成,相对于 2DEG 保持在负电位),SAW 电位的最小值可视为移动量子阱,其通过收缩通道传输电子。如果通道足够封闭,即上述量化电流的首次实现于 1996 年 [2] 报道。然而,尽管过去 5 年不断进行研究和开发 [例如“夹断” 使得正常传导被禁止,并且可以布置 SAW 的电位,使得每个电位最小值传输相同(少量)数量的电子,然后该设备用作电流源,产生电流 I=nef ,其中 n 是整数,e 是电子电荷,f 是 SAW 的频率。与使用通过金属-绝缘体-金属隧道结进行电子泵送相比,该技术的优势在于更高的工作频率 - 高达 5 GHz [3] 产生近 1 nA,而约 10 MHz 产生几个 pA。4,5,6],SETSAW 设备的量化精度仍然低于电子泵 [7]。本文介绍了一项实验的结果,该实验旨在测量 SETSAW 设备特性的温度依赖性,以期更好地理解(并希望控制)误差机制。
Carolina A&T州立大学,美国北卡罗来纳州格林斯伯勒,美国3北卡罗来纳州A&T州立大学应用工程技术系,Carolina A&T州立大学,美国北卡罗来纳州格林斯伯勒,美国3北卡罗来纳州A&T州立大学应用工程技术系,
BATTERY POWER UNITS WITH STANDARD MOUNTING BASE List Price BA/WT-BLE-Q-BAT Wireless BAPI-Stat “Quantum” Temp Sensor, Battery Power........................................................ $215 BA/WT-BLE-Q-S-BAT Wireless BAPI-Stat “Quantum” Temp Sensor, Setpoint, Battery Power......................................... $221 BA/WT-BLE-Q-SO-BAT无线bapi-stat“量子”温度传感器,设定点,覆盖,电池电源......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... $ 226