1、依 据测 温原理 的无 线温度 传感 器分类 无线测 温系统 在 电力 系统 开关柜 中投 入应 用已 有多 年， 而 在这 几年 间， 陆 续出 现了多 种 类型的无线温 度传感器 。对于究竟哪一 种传感器更 适合开关柜内 部使用并未 有一个明确 标 准。 在此 ， 我们 对现 今常 见的 无 线温 度传 感器 依 据测 温原理 进行 分类 以及 对各 种类型 的特点 进行一 次客 观的 阐 述。 依据测 温的 原理 ， 应用 于开 关 柜无 线测 温的 无 线温 度传感 器主 要可 分为 四类。 一类 是利 用热敏 电阻 的温 度特 性接 触式测 温的 传感 器； 第二 类是利 用半 导体
2、 材料 （PN 结）的温 度特 性， 接触 式测 温的 传感 器； 第三 类是 利用 红外 热辐 射技术 ， 传 感器 采用 红外 探头， 非接 触式 测温； 第四 类是 利用 压电 晶体， 采用 声表 面波 技术 无源接 触式 测温 的传 感器 a. 热敏电阻 利用热 敏电 阻测 温的 传感 器， 其 原理 是热 敏电 阻的 阻值会 随温 度的 变化 而改 变， 通 过阻 值的大 小来 反映 温度 。 这 种传感 器其 优 点是 灵敏 度高 （因 为热 敏电 阻的 电阻温度系数大 ，阻 值随温 度改变 的变 化明 显） 。缺点 是，由 于热 敏电 阻 阻值与 温度的 线性关系较差 ， 直接
3、测量 的 精 度低， 必须 通过 运算补偿才 能得 到较 准确 的测量 值。 电阻 元件 易老 化， 使 用 寿命 短， 精 度及稳 定性 随使 用变 差。 其无线 是体 现在 通讯 方式 上，通 过传 感器 内部 的 A/D 转换 ，将 数 字信号 无线 发送 出。 b.PN 结 采用 PN 结 作为 测温 元件 的无线 温度 传感 器， 其原 理是 PN 结的 压降随温 度 的变化 而改 变， 施 加恒 定电 流， 通过 输出电 压的 大小 来反 映温 度。 其压 降与 温度 的关 系几 乎 为线 性， 精 度高， 但灵 敏度 相对 热敏 电阻要 低， 反应 时间 比热 敏电阻 长。 半
4、导体 元件 不易 老 化， 使用 寿 命较长 ，可 靠性 高。 其无 线同样 是体 现在 通讯 方式 上。 c. 红外 热辐射 采用红 外技 术的 无线 温度 传感器 ， 测温 原理 与常 见的 红外点 温枪 基本 类似 任何高 于 绝对零 度的 物体 都在 发射 出辐射 能， 辐射 能的 强度 与物体 温度 有着 密切 关系 ， 传感 器探 测物 体发出 的红 外辐 射， 将辐 射能转 变为 电信 号， 通过 校准运 算最 终得 到被 测物 体表面 的温 度 。 数据进 一步 通过 传输 模块 无线发 射出 。 红 外传 感器 测温反 应灵 敏度 极高 ， 测温 范围 远大 于其 他几种 ，
5、 且非 接触式 测温 使得探 头使 用寿 命更 长， 对被测 点无 影响 。 但 红外 测温对 空间 要 求 较高，探头与被测表面必须无任何阻挡，且探头与被测表面间距受传感器距离比率（D:S ） 的限制 ，安 装部 位的 选择 不易。 以上三 类 无线 温度 传感 器一般都是 由 感温模块 （热 敏电阻 、 PN 结 或红外探头 ） 、 数模转 换模块、无线射频传输模块以及电源 模块（可以 是 电池或 感应取 电，本文 不 对供电 方式作 讨论或比 较）组成 。 d. 声表面波 基于声 表面 波的 无线 温度 传感器 则与 其他 类别 有较 大区别 。 首 先， 其 最大 的特 点就是 传 感
6、器本 身不 需要 电源 ； 其 次， 其无 线并 不是仅 仅体 现在通 讯方 式上 ， 同 时也 体现在 测温 原 理 上。声 表面波 无线温 度传 感器是 由 天线、叉指换能器、反射栅以及压电基片组成， 与其他 传感器 截然 不同 。 其测 温的 原 理是， 传播 在 压电 基片 表 面的 声表 面波 ， 其 波长 和 波速 会随基 片表面 或内 部相关 因素 （包 括温 度） 的改 变而 变化 。 由对 应的 接收 器发 出无 线激励 信号 ， 信 号输入 传感 器的 压电 基片 激起声 表面 波 ， 不同 温度 下， 传感 器输 出不同 的信 号， 信号 再由 接 收器接 收， 经过 调解 获取 温度值 。 声表 面波 传感 器体积小 ， 不 需要 电源 ， 传 感器成 本低 是其 主要的 优势 。 但正由 于无 源， 传感 器需 要接收 采集 器发出 的激 励信 号， 这 种激 励 信号 的有效 无线传 输距 离较 短； 另一 方面 ， 由 于被 测设备 的震 动产生 位移 ， 导致声 表面 波的相 位等 发 生 变化， 测温 的精 度严重 降 低，而 现在 尚无 较好 的校 准方式 。
