电气检测技术 (2)精选文档.ppt

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1、电气检测技术电气检测技术本讲稿第一页，共十七页电气检测技术电气检测技术2热敏传感器热敏传感器 半导体的电阻值随温度变化的传感器。半导体的电阻值随温度变化的传感器。本讲稿第二页，共十七页电气检测技术电气检测技术3 热敏传感器的种类较多，就其转换过程而言，热敏传感器的种类较多，就其转换过程而言，可分为两个过程：可分为两个过程：1 1、将热传递给敏感元件，引起敏感元件自身温、将热传递给敏感元件，引起敏感元件自身温度的变化；度的变化；2 2、将自身温度的变化转换成电信号；将自身温度的变化转换成电信号；对热敏传感器，第一阶段转换过程均相同，仅对热敏传感器，第一阶段转换过程均相同，仅第二阶段有差异。下面对

2、半导体热敏传感器的应用第二阶段有差异。下面对半导体热敏传感器的应用作简要介绍。作简要介绍。本讲稿第三页，共十七页电气检测技术电气检测技术4一、热敏电阻的类型及特性一、热敏电阻的类型及特性 热敏电阻是由一些金属氧化物按不同比例经高热敏电阻是由一些金属氧化物按不同比例经高温烧结而成，然后制成各种不同形状的传感器。温烧结而成，然后制成各种不同形状的传感器。热敏电阻作为温度敏感元件，主要用以测量温热敏电阻作为温度敏感元件，主要用以测量温度及与温度有关的各种物理量、成分量及状态量，度及与温度有关的各种物理量、成分量及状态量，具有灵敏度高、重复性好、工艺性强及成本低等突具有灵敏度高、重复性好、工艺性强及成

3、本低等突出的特点。出的特点。本讲稿第四页，共十七页电气检测技术电气检测技术51 1、基本类型、基本类型 按热敏电阻的热电特性按热敏电阻的热电特性(阻值与温度的关系阻值与温度的关系)：a a、负温度系数热敏电阻、负温度系数热敏电阻(NTC)(NTC)b b、正温度系数的热敏电阻、正温度系数的热敏电阻(PTC)(PTC)c c、临界温度热敏电阻、临界温度热敏电阻(CTR)(CTR)。本讲稿第五页，共十七页电气检测技术电气检测技术62 2、基本特性、基本特性 (1)(1)零功率电阻值零功率电阻值(R(R0 0)在某一温度下，测量热敏电阻的阻值时，测量在某一温度下，测量热敏电阻的阻值时，测量引起该电阻

4、的功耗与其自身的功耗相比小到可忽略引起该电阻的功耗与其自身的功耗相比小到可忽略时阻值，称为零功率电阻值。时阻值，称为零功率电阻值。时的零功率电阻值称为热敏电阻的标称电时的零功率电阻值称为热敏电阻的标称电阻值或额定值。阻值或额定值。本讲稿第六页，共十七页电气检测技术电气检测技术7(2)(2)热电特性热电特性 静止空气中测得的静止空气中测得的热敏电阻的零功率电阻热敏电阻的零功率电阻值与温度间的特性。值与温度间的特性。PTCPTC、NTCNTC、CTRCTR的的热电特性见图。热电特性见图。本讲稿第七页，共十七页电气检测技术电气检测技术8 负温度系数热敏电阻负温度系数热敏电阻(NTC)(NTC)的电阻

5、率随温度的电阻率随温度的增加均匀地减小，可用于温度测量。的增加均匀地减小，可用于温度测量。当温度超过某一数值后，正温度系数热敏电当温度超过某一数值后，正温度系数热敏电阻阻PTCPTC的电阻率才随温度增加迅速增加。的电阻率才随温度增加迅速增加。当温度变化到某点时，临界温度系数热敏电当温度变化到某点时，临界温度系数热敏电阻阻CTRCTR电阻率产生突变。电阻率产生突变。本讲稿第八页，共十七页电气检测技术电气检测技术9 PTCPTC和和CTRCTR不能用于较宽温域的温度检测，但不能用于较宽温域的温度检测，但在较窄的温域内却是良好的测温元件。并且在较窄的温域内却是良好的测温元件。并且CTRCTR型热型热

6、敏电阻可以制成理想的控制开关。敏电阻可以制成理想的控制开关。图中曲线可用下式表示：图中曲线可用下式表示：A A为绝对温度为为绝对温度为T T时的电阻值，时的电阻值，A A、B B为由材料和为由材料和工艺决定的常数。工艺决定的常数。本讲稿第九页，共十七页电气检测技术电气检测技术10(3)(3)电阻一温度系数电阻一温度系数 零功率电阻相对变化率与产生这一变化的温度零功率电阻相对变化率与产生这一变化的温度增量之比，即：增量之比，即：式中，电阻一温度系数式中，电阻一温度系数 与与 成反比，这成反比，这说明热敏电阻在低温时的阻值很大。说明热敏电阻在低温时的阻值很大。本讲稿第十页，共十七页电气检测技术电气

7、检测技术11(4)(4)工作温度范围工作温度范围 指零功率条件下热敏电阻可连续工作的温度范指零功率条件下热敏电阻可连续工作的温度范围。不同类型或不同型号的热敏电阻，工作温度范围。不同类型或不同型号的热敏电阻，工作温度范围不同，通常在产品说明书上给出。围不同，通常在产品说明书上给出。(5)(5)时间常数时间常数 定义为：在零功率状态下，从某一特定的温度定义为：在零功率状态下，从某一特定的温度突变到另一温度时，电阻体温度变化到两特定温度突变到另一温度时，电阻体温度变化到两特定温度之差的之差的63.263.2所需要的时间。通常，两个特定的温所需要的时间。通常，两个特定的温度选度选100 100 和和

8、0 0 或或85 85 和和2525。本讲稿第十一页，共十七页电气检测技术电气检测技术12(6)(6)静态伏安特性静态伏安特性 在静止空气中，达到热平衡的热敏电阻的两端在静止空气中，达到热平衡的热敏电阻的两端电压与稳定电流的关系。电压与稳定电流的关系。PTCPTC元件在电压较低时，元件在电压较低时，为直线段如为直线段如NMNM段。当电压增段。当电压增加到加到UmUm后，电压再增加，电后，电压再增加，电流反而减小，出现负特性，流反而减小，出现负特性，见见MOMO段。这是由于电压增加段。这是由于电压增加引起元件温升致使阻值增加引起元件温升致使阻值增加大于电压增加速度的缘故。大于电压增加速度的缘故。

9、本讲稿第十二页，共十七页电气检测技术电气检测技术13 NTCNTC元件的伏安特性如图，电流较小时，曲线元件的伏安特性如图，电流较小时，曲线遵守欧姆定律，直线遵守欧姆定律，直线性较好。当电流达到性较好。当电流达到ImIm后，曲线出现非线后，曲线出现非线性，见性，见MPMP段。若电流段。若电流继续增加，曲线出现继续增加，曲线出现负特性，见负特性，见PQPQ。这是。这是由于电流过大致使元由于电流过大致使元件自身发热导致阻值件自身发热导致阻值减小的缘故。减小的缘故。本讲稿第十三页，共十七页电气检测技术电气检测技术14二、热敏电阻的应用二、热敏电阻的应用1 1、简单的线性化电路、简单的线性化电路-NTC

10、-NTC电阻电阻 如图该电路在测温如图该电路在测温范围不太宽情况下，能范围不太宽情况下，能获得较满意的输出结果。获得较满意的输出结果。例：在测温例：在测温0-1000-100量程内，非线性误差约量程内，非线性误差约为为3 3，在，在50 50 以内，以内，非线性误差为非线性误差为0.60.6，校，校正电路中，正电路中，R R为需接入的校正电阻。为需接入的校正电阻。R Rt t为热敏电阻。为热敏电阻。本讲稿第十四页，共十七页电气检测技术电气检测技术152 2、热敏电阻的温度开关电路、热敏电阻的温度开关电路-NTC-NTC电阻电阻 电路中，待控的温度门限值由电位器电路中，待控的温度门限值由电位器W

11、 W进行设进行设定。定。J J为继电器。为继电器。本讲稿第十五页，共十七页电气检测技术电气检测技术16工作过程如下工作过程如下 实际温度小于设定值时，热敏电阻的阻值较实际温度小于设定值时，热敏电阻的阻值较大，大，E E点电位点电位CC点电位，三极管点电位，三极管BGBG1 1导通，得导通，得V VB BVVC C，D D点电位下降。点电位下降。D D点电位下降后，三极管点电位下降后，三极管BGBG2 2导通，继电器导通，继电器J J吸合进行加热，吸合进行加热，LEDLED亮。亮。加热到一定温度后加热到一定温度后(电位器进行调节设定电位器进行调节设定)，热敏电阻阻值热敏电阻阻值，相应的，相应的E E点电位点电位，BGBG1 1截止，此截止，此时时V VD DVCCVCC，BGBG2 2截止，截止，J J断开，停止加热，断开，停止加热，LEDLED灭。灭。本讲稿第十六页，共十七页电气检测技术电气检测技术17小结小结 上述电路中采用的热敏电阻都具有上述电路中采用的热敏电阻都具有NTCNTC特性，特性，对具有正温度系数的热敏电阻，也有类似的电路。对具有正温度系数的热敏电阻，也有类似的电路。热敏电阻在温度测量、温度控制及补偿中用得热敏电阻在温度测量、温度控制及补偿中用得较为广泛。较为广泛。本讲稿第十七页，共十七页