空气温度传感器.ppt

空气温度传感器现在学习的是第1页，共10页公元公元公元公元16001600年，伽里略研制出气体温度计。年，伽里略研制出气体温度计。年，伽里略研制出气体温度计。年，伽里略研制出气体温度计。一百年后，研制成酒精温度计和水银温度计。一百年后，研制成酒精温度计和水银温度计。一百年后，研制成酒精温度计和水银温度计。一百年后，研制成酒精温度计和水银温度计。随随随随着着着着现现现现代代代代工工工工业业业业技技技技术术术术发发发发展展展展的的的的需需需需要要要要，相相相相继继继继研研研研制制制制出出出出金金金金属属属属丝丝丝丝电电电电阻阻阻阻、温温温温差差差差电动式元件、双金属式温度传感器。电动式元件、双金属式温度传感器。电动式元件、双金属式温度传感器。电动式元件、双金属式温度传感器。1950195019501950年以后，相继研制成半导体热敏电阻器。年以后，相继研制成半导体热敏电阻器。年以后，相继研制成半导体热敏电阻器。年以后，相继研制成半导体热敏电阻器。最最最最近近近近，随随随随着着着着原原原原材材材材料料料料、加加加加工工工工技技技技术术术术的的的的飞飞飞飞速速速速发发发发展展展展、又又又又陆陆陆陆续续续续研研研研制制制制出出出出各各各各种种种种类型的温度传感器。类型的温度传感器。类型的温度传感器。类型的温度传感器。一、温度传感器的发展概况一、温度传感器的发展概况现在学习的是第2页，共10页二、热敏电阻二、热敏电阻 热敏电阻是一种利用半导体材料制成的敏感元件，其电阻对热敏电阻是一种利用半导体材料制成的敏感元件，其电阻对热敏电阻是一种利用半导体材料制成的敏感元件，其电阻对热敏电阻是一种利用半导体材料制成的敏感元件，其电阻对温度变化很明显，电阻温度系数比金属大很多。温度变化很明显，电阻温度系数比金属大很多。温度变化很明显，电阻温度系数比金属大很多。温度变化很明显，电阻温度系数比金属大很多。在温度传感器中应用最多的有在温度传感器中应用最多的有在温度传感器中应用最多的有在温度传感器中应用最多的有热电偶、热电阻热电偶、热电阻热电偶、热电阻热电偶、热电阻（如铂、铜电阻（如铂、铜电阻（如铂、铜电阻（如铂、铜电阻温度计等）和温度计等）和温度计等）和温度计等）和热敏电阻热敏电阻热敏电阻热敏电阻。热敏电阻发展最为迅速，由于其性能得到。热敏电阻发展最为迅速，由于其性能得到。热敏电阻发展最为迅速，由于其性能得到。热敏电阻发展最为迅速，由于其性能得到不断改进，稳定性已大为提高，在许多场合下（不断改进，稳定性已大为提高，在许多场合下（不断改进，稳定性已大为提高，在许多场合下（不断改进，稳定性已大为提高，在许多场合下（-50-50-50-50350350350350）热）热）热）热敏电阻已逐渐取代传统的温度传感器。敏电阻已逐渐取代传统的温度传感器。敏电阻已逐渐取代传统的温度传感器。敏电阻已逐渐取代传统的温度传感器。1.热敏电阻的结构热敏电阻的结构 热敏电阻是由一些金属氧化物的粉末（热敏电阻是由一些金属氧化物的粉末（热敏电阻是由一些金属氧化物的粉末（热敏电阻是由一些金属氧化物的粉末（NiONiONiONiO、MnOMnOMnOMnO、CuOCuOCuOCuO、TiOTiOTiOTiO等）等）等）等）为基体原料，加入一些添加剂，采用陶瓷工艺制成的。为基体原料，加入一些添加剂，采用陶瓷工艺制成的。为基体原料，加入一些添加剂，采用陶瓷工艺制成的。为基体原料，加入一些添加剂，采用陶瓷工艺制成的。通过不同材质的混合，能得到热敏电阻不同的电阻值通过不同材质的混合，能得到热敏电阻不同的电阻值通过不同材质的混合，能得到热敏电阻不同的电阻值通过不同材质的混合，能得到热敏电阻不同的电阻值R R R R0 0 0 0及不同的温及不同的温及不同的温及不同的温度特性。度特性。度特性。度特性。现在学习的是第3页，共10页2 2、热敏电阻发展历史、热敏电阻发展历史（1 1 1 1）18371837年，人们就发现年，人们就发现AgAgAgAg2 2S S S S的电导率随温度的改变而变化的电导率随温度的改变而变化这一现象。这一现象。（2 2）最早用来制造热敏电阻的材料是）最早用来制造热敏电阻的材料是）最早用来制造热敏电阻的材料是）最早用来制造热敏电阻的材料是VOVOVOVO2 2 2 2。（3 3 3 3）美国贝尔实验室早在）美国贝尔实验室早在）美国贝尔实验室早在）美国贝尔实验室早在19401940年左右利用年左右利用MnMn、CoCoCoCo、NiNi、CuCuCuCu等等金属氧化物研制出工艺简单、性能良好的热敏电阻器。金属氧化物研制出工艺简单、性能良好的热敏电阻器。现在学习的是第4页，共10页 热敏电阻主要由热敏电阻主要由热敏电阻主要由热敏电阻主要由热敏探头热敏探头热敏探头热敏探头1 1 1 1、引线、引线、引线、引线2 2 2 2、壳体、壳体、壳体、壳体3 3 3 3构成。构成。构成。构成。1 1 1 13 3 3 32 2 2 2R R R Rt t t t结构结构结构结构热敏电阻符号热敏电阻符号热敏电阻符号热敏电阻符号1 1 1 1热敏探头，热敏探头，热敏探头，热敏探头，2 2 2 2引线，引线，引线，引线，3 3 3 3壳体壳体壳体壳体现在学习的是第5页，共10页 半导体热敏电阻按半导体电阻随温度变化的典型分为半导体热敏电阻按半导体电阻随温度变化的典型分为半导体热敏电阻按半导体电阻随温度变化的典型分为半导体热敏电阻按半导体电阻随温度变化的典型分为三种三种三种三种类型：类型：类型：类型：1 1正温度系数热敏电阻（正温度系数热敏电阻（PTCPTC）电电电电阻阻阻阻值值值值随随随随温温温温度度度度升升升升高高高高而而而而增增增增大大大大的的的的电电电电阻阻阻阻器器器器，简简简简称称称称PTCPTCPTCPTC热热热热敏敏敏敏阻阻阻阻器器器器。它它它它的的的的主要材料是掺杂的主要材料是掺杂的主要材料是掺杂的主要材料是掺杂的BaTiOBaTiOBaTiOBaTiO3 3 3 3半导体陶瓷。半导体陶瓷。半导体陶瓷。半导体陶瓷。2 2负温度系数热敏电阻（负温度系数热敏电阻（NTCNTC）电电电电阻阻阻阻值值值值随随随随温温温温度度度度升升升升高高高高而而而而下下下下降降降降的的的的热热热热敏敏敏敏电电电电阻阻阻阻器器器器简简简简称称称称NTCNTCNTCNTC热热热热敏敏敏敏电电电电阻阻阻阻器器器器。它的材料主要是一些过渡金属氧化物半导体陶瓷。它的材料主要是一些过渡金属氧化物半导体陶瓷。它的材料主要是一些过渡金属氧化物半导体陶瓷。它的材料主要是一些过渡金属氧化物半导体陶瓷。3 3临界温度系数热敏电阻（临界温度系数热敏电阻（CTRCTR）该该该该类类类类电电电电阻阻阻阻器器器器的的的的电电电电阻阻阻阻值值值值在在在在某某某某特特特特定定定定温温温温度度度度范范范范围围围围内内内内随随随随温温温温度度度度升升升升高高高高而而而而降降降降低低低低3 3 3 34 4 4 4个个个个数数数数量量量量级级级级，即即即即具具具具有有有有很很很很大大大大负负负负温温温温度度度度系系系系数数数数。其其其其主主主主要要要要材材材材料料料料是是是是VOVOVOVO2 2 2 2并并并并添添添添加加加加一一一一些金属氧化物。些金属氧化物。些金属氧化物。些金属氧化物。3.3.热敏电阻的分类热敏电阻的分类 现在学习的是第6页，共10页热敏电阻器的电阻热敏电阻器的电阻热敏电阻器的电阻热敏电阻器的电阻温度特性（温度特性（R RT T T TT T）1 12 23 34 4铂丝铂丝铂丝铂丝404060601201201601600 010100 010101 110102 210103 310104 410105 510106 6R RT T/温度温度温度温度T/T/CC热敏电阻的电阻热敏电阻的电阻热敏电阻的电阻热敏电阻的电阻-温度特性曲线温度特性曲线温度特性曲线温度特性曲线1 1-NTCNTC；2 2-CTRCTR；3 3-4 PTC4 PTC TT与与RTT T特性特性特性特性曲线一致。曲线一致。曲线一致。曲线一致。4.4.热敏电阻的特性热敏电阻的特性 热敏电阻式温度传感器灵敏热敏电阻式温度传感器灵敏度高，响应特性较好，但线度高，响应特性较好，但线性差，适应温度较低性差，适应温度较低现在学习的是第7页，共10页1 1临界温度系数热敏电阻（临界温度系数热敏电阻（CTRCTR）1 12 23 34 4铂丝铂丝铂丝铂丝404060601201201601600 010100 010101 110102 210103 310104 410105 510106 6R RT T/温度温度温度温度T/T/CC热敏电阻的电阻热敏电阻的电阻热敏电阻的电阻热敏电阻的电阻-温度特性曲线温度特性曲线温度特性曲线温度特性曲线1 1-NTCNTC；2 2-CTRCTR；3 3-4 PTC4 PTC 临界温度系数热敏电阻临界温度系数热敏电阻（CTRCTR）是指在）是指在某一温度附近电某一温度附近电某一温度附近电某一温度附近电阻值发生突变阻值发生突变阻值发生突变阻值发生突变，且于几度的狭小，且于几度的狭小温区内随温度的增加降低温区内随温度的增加降低3 3 3 34 4 4 4个数量级的一类热敏元件。右个数量级的一类热敏元件。右图中的图中的2 2曲线即为一典型的曲线即为一典型的CTRCTR热敏电阻温度特性曲线。热敏电阻温度特性曲线。阻值的突变点称为阻值的突变点称为临界温临界温临界温临界温度点度点度点度点。现在学习的是第8页，共10页1 12 23 34 4铂丝铂丝铂丝铂丝404060601201201601600 010100 010101 110102 210103 310104 410105 510106 6R RT T/温度温度温度温度T/T/CC热敏电阻的电阻热敏电阻的电阻热敏电阻的电阻热敏电阻的电阻-温度特性曲线温度特性曲线温度特性曲线温度特性曲线1 1-NTCNTC；2 2-CTRCTR；3 3-4 PTC4 PTC（1 1）原因）原因 此类半导体陶瓷材料此类半导体陶瓷材料在临在临界温度点发生半导体向金属的界温度点发生半导体向金属的相变相变，引起半导体电阻值的极，引起半导体电阻值的极大变化。大变化。典型的典型的典型的典型的CTRCTRCTRCTR电阻材料为电阻材料为电阻材料为电阻材料为V V2 2O O3 3，其相，其相，其相，其相变点可通过添加变点可通过添加变点可通过添加变点可通过添加GeGe、NiNiNiNi、W W、MnMn等元等元素来调整。素来调整。（2 2）应掌握的概念）应掌握的概念开关电阻开关电阻开关电阻开关电阻R Rc c c c：标称电阻值标称电阻值标称电阻值标称电阻值规定系数（如规定系数（如规定系数（如规定系数（如80808080）现在学习的是第9页，共10页1 12 23 34 4铂丝铂丝铂丝铂丝404060601201201601600 010100 010101 110102 210103 310104 410105 510106 6R RT T/温度温度温度温度T/T/CC热敏电阻的电阻热敏电阻的电阻热敏电阻的电阻热敏电阻的电阻-温度特性曲线温度特性曲线温度特性曲线温度特性曲线1 1-NTCNTC；2 2-CTRCTR；3 3-4 PTC4 PTC宏观开关温度：宏观开关温度：电阻值下降到开关电阻时所电阻值下降到开关电阻时所电阻值下降到开关电阻时所电阻值下降到开关电阻时所对应的温度。对应的温度。对应的温度。对应的温度。（3 3）CTRCTR的用途的用途 控温、报警、无触点开关等。控温、报警、无触点开关等。控温、报警、无触点开关等。控温、报警、无触点开关等。现在学习的是第10页，共10页