热电传感器资料讲解.ppt

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1、传感器与检测技术热电传感器传感器与检测技术3.3.汤姆逊效应汤姆逊效应同一种导体因其两端的温度不同会产生温差电势。同一种导体因其两端的温度不同会产生温差电势。同一种导体因其两端的温度不同会产生温差电势。同一种导体因其两端的温度不同会产生温差电势。.导体导体导体导体A A A A温差电动势温差电动势温差电动势温差电动势.导体导体导体导体B B B B温差电动势温差电动势温差电动势温差电动势4.4.回路总电势回路总电势传感器与检测技术二、测温原理二、测温原理 当热电偶导体当热电偶导体当热电偶导体当热电偶导体A A和和和和B B材料一定时，回路总电动势成为材料一定时，回路总电动势成为材料一定时，回路

2、总电动势成为材料一定时，回路总电动势成为热端和冷端的温度的函数。在实际测温中，把冷端置于热端和冷端的温度的函数。在实际测温中，把冷端置于热端和冷端的温度的函数。在实际测温中，把冷端置于热端和冷端的温度的函数。在实际测温中，把冷端置于某一恒温下，此时冷端接触电势为一常数，回路总电势某一恒温下，此时冷端接触电势为一常数，回路总电势某一恒温下，此时冷端接触电势为一常数，回路总电势某一恒温下，此时冷端接触电势为一常数，回路总电势仅决定于热端接触电势，即只与热端温度有关，两者之仅决定于热端接触电势，即只与热端温度有关，两者之仅决定于热端接触电势，即只与热端温度有关，两者之仅决定于热端接触电势，即只与热端

3、温度有关，两者之间是单值的函数关系。间是单值的函数关系。间是单值的函数关系。间是单值的函数关系。则：则：则：则：当：当：当：当：传感器与检测技术二、二、热电偶的工作特性热电偶的工作特性1.基本特性基本特性 当组成热电偶的两导体性能相同时，则无论接当组成热电偶的两导体性能相同时，则无论接当组成热电偶的两导体性能相同时，则无论接当组成热电偶的两导体性能相同时，则无论接触点处温度如何，热电偶回路总电势为零。触点处温度如何，热电偶回路总电势为零。触点处温度如何，热电偶回路总电势为零。触点处温度如何，热电偶回路总电势为零。传感器与检测技术当热电偶两接触点处的温度相等时，尽管组成热电当热电偶两接触点处的温

4、度相等时，尽管组成热电当热电偶两接触点处的温度相等时，尽管组成热电当热电偶两接触点处的温度相等时，尽管组成热电偶的两导体材料不同，热电偶回路总电势为零。偶的两导体材料不同，热电偶回路总电势为零。偶的两导体材料不同，热电偶回路总电势为零。偶的两导体材料不同，热电偶回路总电势为零。由热电效应原理分析可知，无论是哪一种类型的由热电效应原理分析可知，无论是哪一种类型的由热电效应原理分析可知，无论是哪一种类型的由热电效应原理分析可知，无论是哪一种类型的热电偶，产生回路电势的必要充分条件是：热电偶，产生回路电势的必要充分条件是：热电偶，产生回路电势的必要充分条件是：热电偶，产生回路电势的必要充分条件是：传

5、感器与检测技术2.基本定律基本定律中间导体定律中间导体定律中间导体定律中间导体定律 当插入第三种金属时，只要两端温度相同，就不会当插入第三种金属时，只要两端温度相同，就不会当插入第三种金属时，只要两端温度相同，就不会当插入第三种金属时，只要两端温度相同，就不会使热电偶的电动势发生变化。使热电偶的电动势发生变化。使热电偶的电动势发生变化。使热电偶的电动势发生变化。图54 中间导体定律传感器与检测技术标准电极定律标准电极定律 金属金属A A和和B B之间的电动势等于金属之间的电动势等于金属A A、C C和和C C、B B组成热电偶的热电动势之和。（组成热电偶的热电动势之和。（C C为标为标准电极）

6、准电极）导体导体导体导体C C被称为标准电极，通常用纯铂（被称为标准电极，通常用纯铂（被称为标准电极，通常用纯铂（被称为标准电极，通常用纯铂（PtPt）作标准电极作标准电极作标准电极作标准电极传感器与检测技术 中间温度定律中间温度定律 热电偶在接触点温度为热电偶在接触点温度为T,TT,T0 0时的回路时的回路电势，等于该热电偶在接触点温度为电势，等于该热电偶在接触点温度为T,TT,Tn n和和T Tn n，T T0 0时回路电势之代数和。时回路电势之代数和。E EABAB（T T,T T0 0）E EABAB（T T,T Tn n）+E EABAB（T Tn n，T T0 0）若若若若T T0

7、 00 0，则有则有则有则有E EABAB（T T，0 0）E EABAB（T T，T Tn n）+E EABAB（T Tn n，0 0）测量环境温度测量环境温度测量环境温度测量环境温度 T T0 0TTTTn n 查分度表查分度表查分度表查分度表 传感器与检测技术三、三、热电偶冷端温度补偿热电偶冷端温度补偿 为什么要进行冷端温度补偿？为什么要进行冷端温度补偿？1.在在测测温温时时，冷冷端端温温度度T0随随着着环环境境温温度度变变化化，因因而而产产生生测测量量误误差差，故故应应采采取取补补偿措施。偿措施。2.分度表是在分度表是在T00时测得的，使用时，时测得的，使用时，只有满足只有满足T00的

8、条件才能使用分度表。的条件才能使用分度表。传感器与检测技术常用的修正或补偿方法有如下几种：常用的修正或补偿方法有如下几种：一、冰浴法一、冰浴法 二、冷端温度修正法二、冷端温度修正法 E EABAB（T T，0 0）E EABAB（T T，T Tn n）+E EABAB（T Tn n，0 0）将将热热电电偶偶冷冷端端置置于于冰冰水水中中，使使冷冷端端保保持持恒恒定定的的0，它它可可以以使使冷冷端端温温度度误误差完全消失。差完全消失。传感器与检测技术三、冷端补偿器法（电桥补偿法）三、冷端补偿器法（电桥补偿法）利用不平衡电桥产生利用不平衡电桥产生利用不平衡电桥产生利用不平衡电桥产生的电势来补偿热电偶

9、的电势来补偿热电偶的电势来补偿热电偶的电势来补偿热电偶因冷端温度变化而引因冷端温度变化而引因冷端温度变化而引因冷端温度变化而引起的热电势起的热电势起的热电势起的热电势 。图5 电桥补偿示意图令令令令U UababE EABAB（T T0 0）得得得得U U0 0E EABAB（T T）E EABAB（2020）U U0 0E EABAB（T T）E EABAB（T T0 0）+E EABAB（T T0 0）+U Uabab 传感器与检测技术四、延伸导线法四、延伸导线法 五、采用不需要冷端补偿的热电偶五、采用不需要冷端补偿的热电偶 冷端温度在冷端温度在冷端温度在冷端温度在300300以下的镍钴以

10、下的镍钴以下的镍钴以下的镍钴镍铝热电偶，镍铝热电偶，镍铝热电偶，镍铝热电偶，5050以以以以下的镍铁下的镍铁下的镍铁下的镍铁镍铜热电偶及铂铑镍铜热电偶及铂铑镍铜热电偶及铂铑镍铜热电偶及铂铑3030铂铑铂铑铂铑铂铑6 6热电偶热电偶热电偶热电偶 传感器与检测技术六、补正系数修正法六、补正系数修正法 工程上经常采用补正系数实现补偿。工程上经常采用补正系数实现补偿。工程上经常采用补正系数实现补偿。工程上经常采用补正系数实现补偿。设设设设工工工工作作作作端端端端温温温温度度度度为为为为T T1 1，冷冷冷冷端端端端温温温温度度度度为为为为T T0 0，现现现现场场场场实实实实际际际际温温温温度度度度为

11、为为为T T，则则则则 T TT T1 1+kTkT0 0 （5 51313）式中式中式中式中k k为热电偶温度修正系数，其值决定于热电偶为热电偶温度修正系数，其值决定于热电偶为热电偶温度修正系数，其值决定于热电偶为热电偶温度修正系数，其值决定于热电偶种类和被测的温度范围种类和被测的温度范围种类和被测的温度范围种类和被测的温度范围 。七七.用集成温度传感器用集成温度传感器AD590作为冷端补偿元件作为冷端补偿元件 传感器与检测技术八八.冷端温度的智能补偿冷端温度的智能补偿 利用单片机或计算机，可以实现温度监测、控制、误利用单片机或计算机，可以实现温度监测、控制、误利用单片机或计算机，可以实现温

12、度监测、控制、误利用单片机或计算机，可以实现温度监测、控制、误差修正与冷端温度补偿一体化和智能化。差修正与冷端温度补偿一体化和智能化。差修正与冷端温度补偿一体化和智能化。差修正与冷端温度补偿一体化和智能化。图图图图5-7 5-7 温度检测系统温度检测系统温度检测系统温度检测系统 传感器与检测技术第四节第四节 热电偶测温电路热电偶测温电路一、测量某点温度一、测量某点温度图图图图5 58 8 热电偶测一点温度热电偶测一点温度热电偶测一点温度热电偶测一点温度传感器与检测技术二、测量两点温度差二、测量两点温度差图图图图5 58 8 热电偶测两点温差热电偶测两点温差热电偶测两点温差热电偶测两点温差传感器

13、与检测技术三、测多点温度的平均值三、测多点温度的平均值与热电偶相配套的测量与显示仪表：与热电偶相配套的测量与显示仪表：与热电偶相配套的测量与显示仪表：与热电偶相配套的测量与显示仪表：毫伏计、电子电位差计、数字测温指示仪毫伏计、电子电位差计、数字测温指示仪毫伏计、电子电位差计、数字测温指示仪毫伏计、电子电位差计、数字测温指示仪传感器与检测技术第二节第二节 电阻温度传感器电阻温度传感器 热电阻或热敏电阻都是利用材料的电阻对温度敏感的热电阻或热敏电阻都是利用材料的电阻对温度敏感的热电阻或热敏电阻都是利用材料的电阻对温度敏感的热电阻或热敏电阻都是利用材料的电阻对温度敏感的特性制成的电阻温度传感器，常用

14、于特性制成的电阻温度传感器，常用于特性制成的电阻温度传感器，常用于特性制成的电阻温度传感器，常用于-200-200500500范范范范围内的温度测量。在低温区域，热电偶产生的热电势围内的温度测量。在低温区域，热电偶产生的热电势围内的温度测量。在低温区域，热电偶产生的热电势围内的温度测量。在低温区域，热电偶产生的热电势小，测量精度较低；采用热电阻可以获得很高的测量小，测量精度较低；采用热电阻可以获得很高的测量小，测量精度较低；采用热电阻可以获得很高的测量小，测量精度较低；采用热电阻可以获得很高的测量精度，而且不存在冷端补偿问题，因而在工业中被广精度，而且不存在冷端补偿问题，因而在工业中被广精度，

15、而且不存在冷端补偿问题，因而在工业中被广精度，而且不存在冷端补偿问题，因而在工业中被广泛应用。泛应用。泛应用。泛应用。一、金属热电阻一、金属热电阻一、金属热电阻一、金属热电阻常用铂热电阻、铜热电阻。常用铂热电阻、铜热电阻。常用铂热电阻、铜热电阻。常用铂热电阻、铜热电阻。传感器与检测技术铂金属易于提纯，高温下物理、化学性能都铂金属易于提纯，高温下物理、化学性能都铂金属易于提纯，高温下物理、化学性能都铂金属易于提纯，高温下物理、化学性能都能稳定，是目前制作热电阻的最好材料，常用来能稳定，是目前制作热电阻的最好材料，常用来能稳定，是目前制作热电阻的最好材料，常用来能稳定，是目前制作热电阻的最好材料，

16、常用来制作标准测温器件。制作标准测温器件。制作标准测温器件。制作标准测温器件。铜是一种价格便宜、纯度可以获得很高的热铜是一种价格便宜、纯度可以获得很高的热铜是一种价格便宜、纯度可以获得很高的热铜是一种价格便宜、纯度可以获得很高的热电阻材料，在电阻材料，在电阻材料，在电阻材料，在-50-50150150范围内灵敏度高，而且范围内灵敏度高，而且范围内灵敏度高，而且范围内灵敏度高，而且线性好，因而在此温度范围内采用铜热电阻比采线性好，因而在此温度范围内采用铜热电阻比采线性好，因而在此温度范围内采用铜热电阻比采线性好，因而在此温度范围内采用铜热电阻比采用铂热电阻好，其缺点是在较高的温度下铜易氧用铂热电

17、阻好，其缺点是在较高的温度下铜易氧用铂热电阻好，其缺点是在较高的温度下铜易氧用铂热电阻好，其缺点是在较高的温度下铜易氧化，因而只能用于低温及无侵蚀性介质中；铜的化，因而只能用于低温及无侵蚀性介质中；铜的化，因而只能用于低温及无侵蚀性介质中；铜的化，因而只能用于低温及无侵蚀性介质中；铜的电阻率比较小，热电阻体积较大。电阻率比较小，热电阻体积较大。电阻率比较小，热电阻体积较大。电阻率比较小，热电阻体积较大。铁和镍电阻温度系数较高，电阻率大，可制铁和镍电阻温度系数较高，电阻率大，可制铁和镍电阻温度系数较高，电阻率大，可制铁和镍电阻温度系数较高，电阻率大，可制作小体积、高灵敏度的热电阻，其缺点是易氧化

18、、作小体积、高灵敏度的热电阻，其缺点是易氧化、作小体积、高灵敏度的热电阻，其缺点是易氧化、作小体积、高灵敏度的热电阻，其缺点是易氧化、不易提纯、化学稳定性差，且热电阻与温度的线不易提纯、化学稳定性差，且热电阻与温度的线不易提纯、化学稳定性差，且热电阻与温度的线不易提纯、化学稳定性差，且热电阻与温度的线性关系差，故目前尚不多用。性关系差，故目前尚不多用。性关系差，故目前尚不多用。性关系差，故目前尚不多用。传感器与检测技术二、半导体热敏电阻二、半导体热敏电阻 半导体电阻随温度变化的典型特性分为三种类半导体电阻随温度变化的典型特性分为三种类半导体电阻随温度变化的典型特性分为三种类半导体电阻随温度变化

19、的典型特性分为三种类型，即型，即型，即型，即负温度系数热敏电阻负温度系数热敏电阻负温度系数热敏电阻负温度系数热敏电阻（NTCNTC）、正温度正温度正温度正温度系数热敏电阻系数热敏电阻系数热敏电阻系数热敏电阻（PTCPTC）和在某一特定温度下电和在某一特定温度下电和在某一特定温度下电和在某一特定温度下电阻值会发生突变的阻值会发生突变的阻值会发生突变的阻值会发生突变的临界温度电阻器临界温度电阻器临界温度电阻器临界温度电阻器（CTCCTC）。）。）。）。大部分大部分大部分大部分NTCNTC和部分和部分和部分和部分PTCPTC可用做传感器感知温度的可用做传感器感知温度的可用做传感器感知温度的可用做传感

20、器感知温度的“探头探头探头探头”，即感温元件；其身也可能作为一个独，即感温元件；其身也可能作为一个独，即感温元件；其身也可能作为一个独，即感温元件；其身也可能作为一个独立和完整的温度传感器而直接用于电路的补偿。立和完整的温度传感器而直接用于电路的补偿。立和完整的温度传感器而直接用于电路的补偿。立和完整的温度传感器而直接用于电路的补偿。传感器与检测技术NTCNTCNTCNTC广泛用于通信、军事、航空、航天、医疗、汽广泛用于通信、军事、航空、航天、医疗、汽广泛用于通信、军事、航空、航天、医疗、汽广泛用于通信、军事、航空、航天、医疗、汽车电子、自动化设施的温度计、控温仪等装置车电子、自动化设施的温度

21、计、控温仪等装置车电子、自动化设施的温度计、控温仪等装置车电子、自动化设施的温度计、控温仪等装置 。高温高温高温高温NTCNTC传感器则用于汽车等发动机排气检测、传感器则用于汽车等发动机排气检测、传感器则用于汽车等发动机排气检测、传感器则用于汽车等发动机排气检测、工业过程控制、电热炊具、煤气系统、空调、暖工业过程控制、电热炊具、煤气系统、空调、暖工业过程控制、电热炊具、煤气系统、空调、暖工业过程控制、电热炊具、煤气系统、空调、暖气系统、宾馆与住宅防火报警系统，以及复印机、气系统、宾馆与住宅防火报警系统，以及复印机、气系统、宾馆与住宅防火报警系统，以及复印机、气系统、宾馆与住宅防火报警系统，以及

22、复印机、打印机等办公自动化设施。打印机等办公自动化设施。打印机等办公自动化设施。打印机等办公自动化设施。PTCPTCPTCPTC也可用于工业自动化、汽车等领域的液位计、也可用于工业自动化、汽车等领域的液位计、也可用于工业自动化、汽车等领域的液位计、也可用于工业自动化、汽车等领域的液位计、温度测控仪和报警器。温度测控仪和报警器。温度测控仪和报警器。温度测控仪和报警器。传感器与检测技术电动机过热保护装置中的应用电动机过热保护装置中的应用 图图图图5-11 5-11 电动机过热保护装置电动机过热保护装置电动机过热保护装置电动机过热保护装置 传感器与检测技术第三节第三节 半导体温度传感器半导体温度传感

23、器 半导体材料和器件的许多性能参数，如电阻率、半导体材料和器件的许多性能参数，如电阻率、半导体材料和器件的许多性能参数，如电阻率、半导体材料和器件的许多性能参数，如电阻率、PNPNPNPN结的反向漏电流和正向电压等，都与温度密切相关。结的反向漏电流和正向电压等，都与温度密切相关。结的反向漏电流和正向电压等，都与温度密切相关。结的反向漏电流和正向电压等，都与温度密切相关。半导体温度传感器恰好利用半导体材料和器件某些性半导体温度传感器恰好利用半导体材料和器件某些性半导体温度传感器恰好利用半导体材料和器件某些性半导体温度传感器恰好利用半导体材料和器件某些性能的温度依赖性，实现对温度的检测、控制和补偿

24、等能的温度依赖性，实现对温度的检测、控制和补偿等能的温度依赖性，实现对温度的检测、控制和补偿等能的温度依赖性，实现对温度的检测、控制和补偿等功能。按照工作机理，半导体温度传感器可分为电阻功能。按照工作机理，半导体温度传感器可分为电阻功能。按照工作机理，半导体温度传感器可分为电阻功能。按照工作机理，半导体温度传感器可分为电阻性和性和性和性和PNPNPNPN结两大类，它们分别以半导体材料的电阻率和结两大类，它们分别以半导体材料的电阻率和结两大类，它们分别以半导体材料的电阻率和结两大类，它们分别以半导体材料的电阻率和PNPNPNPN结特性对温度的依赖关系作为工作基础。结特性对温度的依赖关系作为工作基

25、础。结特性对温度的依赖关系作为工作基础。结特性对温度的依赖关系作为工作基础。一、半导体热敏电阻器一、半导体热敏电阻器一、半导体热敏电阻器一、半导体热敏电阻器二、温敏二极管及其应用二、温敏二极管及其应用二、温敏二极管及其应用二、温敏二极管及其应用三、温敏晶体管及其应用三、温敏晶体管及其应用三、温敏晶体管及其应用三、温敏晶体管及其应用传感器与检测技术一、温敏二极管及其应用一、温敏二极管及其应用 PN PN结型温敏器件，它是根据半导体结型温敏器件，它是根据半导体结型温敏器件，它是根据半导体结型温敏器件，它是根据半导体PNPN结的正结的正结的正结的正向电压与温度之间具有良好的线性关系，实现温向电压与温

26、度之间具有良好的线性关系，实现温向电压与温度之间具有良好的线性关系，实现温向电压与温度之间具有良好的线性关系，实现温度检测。度检测。度检测。度检测。图512 2DWM1 UT特性当正向电流当正向电流当正向电流当正向电流I I一定时，一定时，一定时，一定时，PNPN结正向电压结正向电压结正向电压结正向电压U U与被测温度与被测温度与被测温度与被测温度T T之间呈现一定的线性关之间呈现一定的线性关之间呈现一定的线性关之间呈现一定的线性关系；且随着温度的升高，系；且随着温度的升高，系；且随着温度的升高，系；且随着温度的升高，正向电压将下降，表现出正向电压将下降，表现出正向电压将下降，表现出正向电压将

27、下降，表现出负的温度系数，这就是温负的温度系数，这就是温负的温度系数，这就是温负的温度系数，这就是温敏二极管测温的基本原理敏二极管测温的基本原理敏二极管测温的基本原理敏二极管测温的基本原理 传感器与检测技术典型应用：典型应用：这是一个简易温度调节器，用于液氮气流式恒温器中这是一个简易温度调节器，用于液氮气流式恒温器中这是一个简易温度调节器，用于液氮气流式恒温器中这是一个简易温度调节器，用于液氮气流式恒温器中77300K77300K范围内的温度调节器。范围内的温度调节器。范围内的温度调节器。范围内的温度调节器。传感器与检测技术二、温敏晶体管及其应用二、温敏晶体管及其应用 由于分析，二极管作为温敏

28、器件是利用由于分析，二极管作为温敏器件是利用由于分析，二极管作为温敏器件是利用由于分析，二极管作为温敏器件是利用PNPN结在恒定的正结在恒定的正结在恒定的正结在恒定的正向电流下，其正向电压与温度之间的近似线性关系。实际向电流下，其正向电压与温度之间的近似线性关系。实际向电流下，其正向电压与温度之间的近似线性关系。实际向电流下，其正向电压与温度之间的近似线性关系。实际上温敏二极管电压上温敏二极管电压上温敏二极管电压上温敏二极管电压温度特性的线性度是很差的，原因是温度特性的线性度是很差的，原因是温度特性的线性度是很差的，原因是温度特性的线性度是很差的，原因是正向电流中除了正向电流中除了正向电流中除

29、了正向电流中除了PNPN结的扩散电流之外，还应包括漂移电结的扩散电流之外，还应包括漂移电结的扩散电流之外，还应包括漂移电结的扩散电流之外，还应包括漂移电流及空间电荷区的复合电流，而在上述分析中只考虑扩散流及空间电荷区的复合电流，而在上述分析中只考虑扩散流及空间电荷区的复合电流，而在上述分析中只考虑扩散流及空间电荷区的复合电流，而在上述分析中只考虑扩散电流。采用晶体管代替二极管时，由于晶体管发射结正向电流。采用晶体管代替二极管时，由于晶体管发射结正向电流。采用晶体管代替二极管时，由于晶体管发射结正向电流。采用晶体管代替二极管时，由于晶体管发射结正向偏置条件下，虽然发射极电流也包括上述三种成份，但

30、只偏置条件下，虽然发射极电流也包括上述三种成份，但只偏置条件下，虽然发射极电流也包括上述三种成份，但只偏置条件下，虽然发射极电流也包括上述三种成份，但只有扩散电流到达集电极形成集电极电流，而另两个电流成有扩散电流到达集电极形成集电极电流，而另两个电流成有扩散电流到达集电极形成集电极电流，而另两个电流成有扩散电流到达集电极形成集电极电流，而另两个电流成分则作为基极电流漏掉，对集电极电流无影响，使得发射分则作为基极电流漏掉，对集电极电流无影响，使得发射分则作为基极电流漏掉，对集电极电流无影响，使得发射分则作为基极电流漏掉，对集电极电流无影响，使得发射结偏压与集电极电流之间有较好的线性关系，并因此能

31、表结偏压与集电极电流之间有较好的线性关系，并因此能表结偏压与集电极电流之间有较好的线性关系，并因此能表结偏压与集电极电流之间有较好的线性关系，并因此能表现出更好的电压现出更好的电压现出更好的电压现出更好的电压温度特性。温度特性。温度特性。温度特性。传感器与检测技术集电极电流集电极电流集电极电流集电极电流IcIcIcIc是与温度基本无关的多数载流子扩是与温度基本无关的多数载流子扩是与温度基本无关的多数载流子扩是与温度基本无关的多数载流子扩散运动形成的电流，因而当散运动形成的电流，因而当散运动形成的电流，因而当散运动形成的电流，因而当I I I IC C C C恒定时，恒定时，恒定时，恒定时，U

32、U U UBEBEBEBE与与与与T T T T呈呈呈呈单调和单值变化。且单调和单值变化。且单调和单值变化。且单调和单值变化。且U U U UBEBEBEBE随随随随T T T T的升高而近似线性下的升高而近似线性下的升高而近似线性下的升高而近似线性下降，其下降幅度约为降，其下降幅度约为降，其下降幅度约为降，其下降幅度约为2.2mv/2.2mv/2.2mv/2.2mv/。温敏晶体管具有成本低、性能好、使用方便等优温敏晶体管具有成本低、性能好、使用方便等优温敏晶体管具有成本低、性能好、使用方便等优温敏晶体管具有成本低、性能好、使用方便等优点，因而比温敏二级管应用范围广，可用于测某点，因而比温敏二

33、级管应用范围广，可用于测某点，因而比温敏二级管应用范围广，可用于测某点，因而比温敏二级管应用范围广，可用于测某一点的温度、测两点的温差，或用于过程监视或一点的温度、测两点的温差，或用于过程监视或一点的温度、测两点的温差，或用于过程监视或一点的温度、测两点的温差，或用于过程监视或控制场合。控制场合。控制场合。控制场合。传感器与检测技术第四节集成温度传感器第四节集成温度传感器 集成温度传感器是将作为感温器件的温敏晶体管集成温度传感器是将作为感温器件的温敏晶体管集成温度传感器是将作为感温器件的温敏晶体管集成温度传感器是将作为感温器件的温敏晶体管及外围电路集成在同一单片上的集成化温度传感及外围电路集成

34、在同一单片上的集成化温度传感及外围电路集成在同一单片上的集成化温度传感及外围电路集成在同一单片上的集成化温度传感器。优点是在于小型化、使用方便和成本低廉。器。优点是在于小型化、使用方便和成本低廉。器。优点是在于小型化、使用方便和成本低廉。器。优点是在于小型化、使用方便和成本低廉。商品化的集成温度传感器已经广泛应用于需要温商品化的集成温度传感器已经广泛应用于需要温商品化的集成温度传感器已经广泛应用于需要温商品化的集成温度传感器已经广泛应用于需要温度监测、控制和补偿的许多场合。度监测、控制和补偿的许多场合。度监测、控制和补偿的许多场合。度监测、控制和补偿的许多场合。传感器与检测技术分类：分类：1.

35、1.1.1.电压型：直接输出电压，且输出阻抗低，易于读出电压型：直接输出电压，且输出阻抗低，易于读出电压型：直接输出电压，且输出阻抗低，易于读出电压型：直接输出电压，且输出阻抗低，易于读出或控制电路接口。或控制电路接口。或控制电路接口。或控制电路接口。2.2.2.2.电流型：电流输出型输出阻抗极高，因此可以简单电流型：电流输出型输出阻抗极高，因此可以简单电流型：电流输出型输出阻抗极高，因此可以简单电流型：电流输出型输出阻抗极高，因此可以简单地使用双股绞线进行数百米远的精密温度遥感或地使用双股绞线进行数百米远的精密温度遥感或地使用双股绞线进行数百米远的精密温度遥感或地使用双股绞线进行数百米远的精

36、密温度遥感或遥测，而不必考虑长馈线上引起的信号损失和噪遥测，而不必考虑长馈线上引起的信号损失和噪遥测，而不必考虑长馈线上引起的信号损失和噪遥测，而不必考虑长馈线上引起的信号损失和噪声问题。也可以用于多点温度测量系统中，而不声问题。也可以用于多点温度测量系统中，而不声问题。也可以用于多点温度测量系统中，而不声问题。也可以用于多点温度测量系统中，而不必考虑开关或多路转换开关或多路转换器引入的必考虑开关或多路转换开关或多路转换器引入的必考虑开关或多路转换开关或多路转换器引入的必考虑开关或多路转换开关或多路转换器引入的接触电阻造成的误差。频率输出型具有与电流输接触电阻造成的误差。频率输出型具有与电流输

37、接触电阻造成的误差。频率输出型具有与电流输接触电阻造成的误差。频率输出型具有与电流输出型相似的特点。出型相似的特点。出型相似的特点。出型相似的特点。3.3.3.3.频率输出型器件：具有与电流输出型相似的特点。频率输出型器件：具有与电流输出型相似的特点。频率输出型器件：具有与电流输出型相似的特点。频率输出型器件：具有与电流输出型相似的特点。传感器与检测技术、AD590型温度传感器简介型温度传感器简介 美国公司，电流输出型集成温度传感器，其输出美国公司，电流输出型集成温度传感器，其输出美国公司，电流输出型集成温度传感器，其输出美国公司，电流输出型集成温度传感器，其输出电流与绝对温度成正比（电流与绝

38、对温度成正比（电流与绝对温度成正比（电流与绝对温度成正比（1 1A/KA/KA/KA/K），），），），具有恒流特性，具有恒流特性，具有恒流特性，具有恒流特性，测温范围测温范围测温范围测温范围-50-50+150+150，电源电压为，电源电压为，电源电压为，电源电压为4 43030。当。当。当。当2525（298.2298.2）时，能输出）时，能输出）时，能输出）时，能输出298.2298.2AAAA的电流。的电流。的电流。的电流。在电源电压在电源电压在电源电压在电源电压4 43030内，该器件为温控电流源，其电流内，该器件为温控电流源，其电流内，该器件为温控电流源，其电流内，该器件为温控电流

39、源，其电流 为标度因子，灵敏度为标度因子，灵敏度为标度因子，灵敏度为标度因子，灵敏度1 1A/KA/KA/KA/K；为冷端绝对温度，为冷端绝对温度，为冷端绝对温度，为冷端绝对温度，（273.2+t273.2+t）t t为摄氏温度。为摄氏温度。为摄氏温度。为摄氏温度。传感器与检测技术这种传感器的典型参数和特点如下：这种传感器的典型参数和特点如下：（1 1）线性电流输出：）线性电流输出：）线性电流输出：）线性电流输出：1 1A/KA/KA/KA/K；（2 2 2 2）工作温度范围：工作温度范围：工作温度范围：工作温度范围：-50-50+150+150（3 3）两端器件：电压输入，电流输出；）两端器

40、件：电压输入，电流输出；）两端器件：电压输入，电流输出；）两端器件：电压输入，电流输出；（4 4）输出阻抗高达）输出阻抗高达）输出阻抗高达）输出阻抗高达以上；以上；以上；以上；（5 5）激光微调使定标精度达）激光微调使定标精度达）激光微调使定标精度达）激光微调使定标精度达.；（6 6）整个工作温度范围内非线性误差小于）整个工作温度范围内非线性误差小于）整个工作温度范围内非线性误差小于）整个工作温度范围内非线性误差小于.（7 7）工作电压范围：）工作电压范围：）工作电压范围：）工作电压范围：4 43030；（8 8）器件本身与外壳绝缘。）器件本身与外壳绝缘。）器件本身与外壳绝缘。）器件本身与外壳

41、绝缘。传感器与检测技术.典型应用典型应用（1 1 1 1）基本温度测量）基本温度测量）基本温度测量）基本温度测量 传感器与检测技术（2 2）摄氏和华氏数字温度计）摄氏和华氏数字温度计 图图图图5-16 5-16 摄氏和华氏数字温度计电路摄氏和华氏数字温度计电路摄氏和华氏数字温度计电路摄氏和华氏数字温度计电路 传感器与检测技术（3）AD590在冷端补偿中的作用在冷端补偿中的作用 传感器与检测技术作业：作业：1.1.试试试试用用用用热热热热电电电电偶偶偶偶回回回回路路路路总总总总电电电电势势势势方方方方程程程程分分分分析析析析热热热热电电电电偶偶偶偶回回回回路路路路电电电电势势势势不不不不为为为为

42、零的充分必要条件。零的充分必要条件。零的充分必要条件。零的充分必要条件。2.2.分析电桥补偿法进行热电偶冷端温度补偿的原理。分析电桥补偿法进行热电偶冷端温度补偿的原理。分析电桥补偿法进行热电偶冷端温度补偿的原理。分析电桥补偿法进行热电偶冷端温度补偿的原理。3.3.3.3.集成温度传感器有哪些类型？各有什么特点？集成温度传感器有哪些类型？各有什么特点？集成温度传感器有哪些类型？各有什么特点？集成温度传感器有哪些类型？各有什么特点？进行进行进行进行远距离测量时应采用哪种类型的集成温度传感器？远距离测量时应采用哪种类型的集成温度传感器？远距离测量时应采用哪种类型的集成温度传感器？远距离测量时应采用哪种类型的集成温度传感器？传感器与检测技术此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢