其它电阻式传感器.pptx

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1、其它电阻式传感器其它电阻式传感器第二节第二节第二节第二节 测温热电阻传感器测温热电阻传感器测温热电阻传感器测温热电阻传感器 一、金属热电阻一、金属热电阻一、金属热电阻一、金属热电阻 温度升高，金属内部原子晶格的振动加剧，从而使金属内部的自由电温度升高，金属内部原子晶格的振动加剧，从而使金属内部的自由电子通过金属导体时的阻碍增大，宏观上表现出电阻率变大，电阻值增加，子通过金属导体时的阻碍增大，宏观上表现出电阻率变大，电阻值增加，我们称其为正温度系数，即电阻值与温度的变化趋势相同。我们称其为正温度系数，即电阻值与温度的变化趋势相同。测温热电阻可分为测温热电阻可分为金属金属和和半导体半导体两大类。两

2、大类。第1页/共57页2023/5/12023/5/13 3 取一只取一只取一只取一只 100W/220V 100W/220V 灯泡，用万用表测量其电阻值，可灯泡，用万用表测量其电阻值，可灯泡，用万用表测量其电阻值，可灯泡，用万用表测量其电阻值，可以发现其冷态阻值只有几十欧姆，而计算得到的额定热态电以发现其冷态阻值只有几十欧姆，而计算得到的额定热态电以发现其冷态阻值只有几十欧姆，而计算得到的额定热态电以发现其冷态阻值只有几十欧姆，而计算得到的额定热态电阻值应为阻值应为阻值应为阻值应为484484 。请说明钨丝的温度系数的正负。请说明钨丝的温度系数的正负。请说明钨丝的温度系数的正负。请说明钨丝的

3、温度系数的正负。第2页/共57页易提纯、复现性好的金属材料才可用于制作热电阻易提纯、复现性好的金属材料才可用于制作热电阻易提纯、复现性好的金属材料才可用于制作热电阻易提纯、复现性好的金属材料才可用于制作热电阻 请挑选适合于制作热电阻的金属材料请挑选适合于制作热电阻的金属材料第3页/共57页2023/5/12023/5/15 5金属热电阻材料的主要技术性能金属热电阻材料的主要技术性能金属热电阻材料的主要技术性能金属热电阻材料的主要技术性能 第4页/共57页薄膜式及装配式铂热电阻薄膜式及装配式铂热电阻薄膜式及装配式铂热电阻薄膜式及装配式铂热电阻 第5页/共57页2023/5/12023/5/17

4、7小型铂热电阻小型铂热电阻小型铂热电阻小型铂热电阻 第6页/共57页防爆型铂热电阻防爆型铂热电阻防爆型铂热电阻防爆型铂热电阻 坚实的外壳起坚实的外壳起“隔爆隔爆”作用作用第7页/共57页汽车用水温传感器及水温表汽车用水温传感器及水温表汽车用水温传感器及水温表汽车用水温传感器及水温表 铜热电阻铜热电阻第8页/共57页2023/5/12023/5/11010“铂热电阻分度表铂热电阻分度表铂热电阻分度表铂热电阻分度表”第9页/共57页二、热敏电阻二、热敏电阻二、热敏电阻二、热敏电阻 热敏电阻有负温度系数（热敏电阻有负温度系数（热敏电阻有负温度系数（热敏电阻有负温度系数（NTCNTC）和正温度）和正温

5、度）和正温度）和正温度系数（系数（系数（系数（PTCPTC）之分。）之分。）之分。）之分。NTCNTC又可分为两大类：又可分为两大类：又可分为两大类：又可分为两大类：第一类的第一类的第一类的第一类的电阻值与温度电阻值与温度电阻值与温度电阻值与温度之间呈之间呈之间呈之间呈严格的负指严格的负指严格的负指严格的负指数关系，因此可用于测量温度：数关系，因此可用于测量温度：数关系，因此可用于测量温度：数关系，因此可用于测量温度：第二类为突变型（第二类为突变型（CTR）。当温度上升到某临界点时，其电阻值突然下降）。当温度上升到某临界点时，其电阻值突然下降，可用于控制温度可用于控制温度。第10页/共57页热

6、敏电阻的外形、结构及符号热敏电阻的外形、结构及符号热敏电阻的外形、结构及符号热敏电阻的外形、结构及符号 a a）圆片型热敏电阻）圆片型热敏电阻 b b）柱型热敏电阻）柱型热敏电阻 c c）珠型）珠型热敏电阻热敏电阻 d d）铠装型）铠装型 e e）厚膜型）厚膜型 f f）图形符号）图形符号1 1热敏电阻热敏电阻 2 2玻璃外壳玻璃外壳 3 3引出线引出线 4 4紫铜外壳紫铜外壳 5 5传热安装孔传热安装孔 第11页/共57页2023/5/12023/5/11313PTCPTC热敏电阻热敏电阻热敏电阻热敏电阻 PTC PTC热敏电阻属于临界温度型（热敏电阻属于临界温度型（热敏电阻属于临界温度型（

7、热敏电阻属于临界温度型（CTRCTR）。）。）。）。当温度上升到某临界点时，其电阻值突然下降，当温度上升到某临界点时，其电阻值突然下降，当温度上升到某临界点时，其电阻值突然下降，当温度上升到某临界点时，其电阻值突然下降，可用于各种电子电路中抑制浪涌电流。大功率可用于各种电子电路中抑制浪涌电流。大功率可用于各种电子电路中抑制浪涌电流。大功率可用于各种电子电路中抑制浪涌电流。大功率PTCPTC还可用作暖风机中的加热元件。还可用作暖风机中的加热元件。还可用作暖风机中的加热元件。还可用作暖风机中的加热元件。恒温加热恒温加热PTC热敏电阻热敏电阻 第12页/共57页2023/5/12023/5/1141

8、4下图所示的恒温加热下图所示的恒温加热下图所示的恒温加热下图所示的恒温加热PTCPTC热敏电阻的热敏电阻的热敏电阻的热敏电阻的温度将恒定温度将恒定温度将恒定温度将恒定在多少度范围在多少度范围在多少度范围在多少度范围？为什么？为什么？为什么？为什么？加热电流约为多少加热电流约为多少A？将暖风机的将暖风机的“风量风量”加大后，加大后，PTC的的温度为什么不会下降温度为什么不会下降？加热功率如何变化加热功率如何变化？第13页/共57页其他形式的热敏电阻其他形式的热敏电阻其他形式的热敏电阻其他形式的热敏电阻 带安装孔的热敏电阻带安装孔的热敏电阻大功率大功率PTC热敏电阻热敏电阻第14页/共57页161

9、6其他形式的热敏电阻其他形式的热敏电阻其他形式的热敏电阻其他形式的热敏电阻（续）（续）（续）（续）贴片式贴片式贴片式贴片式NTCNTC热敏电阻热敏电阻热敏电阻热敏电阻第15页/共57页1717热敏电阻温度面板表热敏电阻温度面板表热敏电阻温度面板表热敏电阻温度面板表 热敏电阻热敏电阻热敏电阻热敏电阻 LCD第16页/共57页1818热敏电阻体温表热敏电阻体温表热敏电阻体温表热敏电阻体温表 第17页/共57页1919热敏电阻用于热敏电阻用于热敏电阻用于热敏电阻用于CPUCPU的温度测量的温度测量的温度测量的温度测量 （参考小熊在线公司资料）（参考小熊在线公司资料）（参考小熊在线公司资料）（参考小熊

10、在线公司资料）第18页/共57页2020热敏电阻用于热敏电阻用于热敏电阻用于热敏电阻用于电热水器电热水器电热水器电热水器的温度控制的温度控制的温度控制的温度控制 第19页/共57页2023/5/12023/5/12121第三节第三节第三节第三节 气敏电阻气敏电阻气敏电阻气敏电阻 气气气气敏敏敏敏电电电电阻阻阻阻品品品品种种种种繁繁繁繁多多多多，主主主主要要要要有有有有可可可可测测测测量量量量还还还还原原原原性气体和测量氧气浓度的两大类。性气体和测量氧气浓度的两大类。性气体和测量氧气浓度的两大类。性气体和测量氧气浓度的两大类。气敏电阻可以把某种气体的气敏电阻可以把某种气体的成分成分、浓度浓度等参

11、数转等参数转换成换成电阻变化量电阻变化量，再转换为，再转换为电流、电压电流、电压信号。信号。第20页/共57页一、还原性气体传感器一、还原性气体传感器一、还原性气体传感器一、还原性气体传感器 在化学反应中，还原性气体是给出电子还是得到电子？在化学反应中，还原性气体是给出电子还是得到电子？还还原原性性气气体体多多数数属属于于可可燃燃性性气气体体，例例如如石石油油蒸蒸气气、酒酒精精蒸蒸气气、甲烷、乙烷、煤气、天然气、氢气等。甲烷、乙烷、煤气、天然气、氢气等。测量还原性气体的气敏电阻一般是用测量还原性气体的气敏电阻一般是用SnO2、ZnO或或Fe2O3等金等金属氧化物粉料烧结而成的半导体器件。属氧化

12、物粉料烧结而成的半导体器件。第21页/共57页MQNMQNMQNMQN型气敏电阻结构及测量电路型气敏电阻结构及测量电路型气敏电阻结构及测量电路型气敏电阻结构及测量电路 a a）气敏烧结体）气敏烧结体 b b）气敏电阻外形）气敏电阻外形 c c）基本测量电路）基本测量电路 11引脚引脚 22塑塑料底座料底座 33烧结烧结体体 44不锈钢网不锈钢网罩罩 55加热电极加热电极 6 6工作电极工作电极 7 7加热电源加热电源 8 8测量电源测量电源 第22页/共57页 MQN型型气气敏敏半半导导体体器器件件的的烧烧结结体体中中，有有两两组组铂铂丝丝。一一组组铂铂丝丝为为测测量量电电极极，另另一一组组（

13、上上图图中中的的左左边边铂铂丝丝）为为加加热热电电极极兼测量电极。兼测量电极。气敏电阻工作时必须加热到气敏电阻工作时必须加热到200 300，其目的是加速，其目的是加速被测气体的化学吸附和电离的过程并烧去气敏电阻表面的污被测气体的化学吸附和电离的过程并烧去气敏电阻表面的污物（起清洁作用）。物（起清洁作用）。第23页/共57页气敏电阻外形气敏电阻外形气敏电阻外形气敏电阻外形 酒精传感器酒精传感器酒精传感器酒精传感器 其他可燃性气体传感器其他可燃性气体传感器第24页/共57页2023/5/12023/5/12626酒精测试仪酒精测试仪酒精测试仪酒精测试仪呼气管呼气管呼气管呼气管第25页/共57页2

14、023/5/12023/5/12727气敏电阻的选择性气敏电阻的选择性气敏电阻的选择性气敏电阻的选择性第26页/共57页2023/5/12023/5/12828家庭用煤气报警器家庭用煤气报警器家庭用煤气报警器家庭用煤气报警器第27页/共57页2023/5/12023/5/12929家庭用液化家庭用液化家庭用液化家庭用液化气报警器气报警器气报警器气报警器第28页/共57页2023/5/12023/5/13030一氧化碳传感器一氧化碳传感器一氧化碳传感器一氧化碳传感器第29页/共57页其他气体传感器其他气体传感器其他气体传感器其他气体传感器NH3传感器传感器煤矿瓦斯报警器煤矿瓦斯报警器第30页/共

15、57页 二、二氧化钛氧浓度传感器二、二氧化钛氧浓度传感器二、二氧化钛氧浓度传感器二、二氧化钛氧浓度传感器 半导体材料二氧化钛（半导体材料二氧化钛（TiO2）属于）属于N型型半导体，对半导体，对氧气十分敏感。其电阻值的大小取决于周围环境的氧氧气十分敏感。其电阻值的大小取决于周围环境的氧气浓度。气浓度。当周围氧气浓度较大时，氧原子进入二氧化当周围氧气浓度较大时，氧原子进入二氧化钛晶格，改变了半导体的电阻率，使其电阻值增大。钛晶格，改变了半导体的电阻率，使其电阻值增大。用用于于汽汽车车或或燃燃烧烧炉炉排排放放气气体体中中的的氧氧浓浓度度传传感感器器结结构构图图及及测测量量转转换换电电路路。二二氧氧化

16、化钛钛气气敏敏电电阻阻与与补补偿偿热热敏敏电电阻阻同同处处于于陶陶瓷瓷绝绝缘缘体体的的末末端端。当当氧氧气气含含量量减减小小时，时，RTiO2的阻值减小，的阻值减小，Uo增大。增大。与与TiO2气敏电阻串联的热敏电阻气敏电阻串联的热敏电阻Rt 起温度补偿作起温度补偿作用用。当环境温度升高时，。当环境温度升高时，TiO2气敏电阻的阻值会逐渐气敏电阻的阻值会逐渐减小，只要减小，只要Rt也以同样的比例减小，根据分压比定也以同样的比例减小，根据分压比定律，律，Uo不受温度影响，减小了测量误差。不受温度影响，减小了测量误差。第31页/共57页 TiO TiO TiO TiO2 2 2 2氧浓度传感器结构

17、及测量转换电路氧浓度传感器结构及测量转换电路氧浓度传感器结构及测量转换电路氧浓度传感器结构及测量转换电路a a）结构）结构 b b）测量转换电路）测量转换电路 1 1外壳（接地）外壳（接地）2 2安装螺栓安装螺栓 3 3搭铁线搭铁线4 4保护管保护管 5 5补偿电阻补偿电阻 6 6陶瓷片陶瓷片 7 7TiOTiO2 2氧敏电阻氧敏电阻 8 8进气口进气口 9 9引脚引脚 第32页/共57页2023/5/12023/5/13434氧浓度传感器外形氧浓度传感器外形氧浓度传感器外形氧浓度传感器外形 可用于汽车尾气测量可用于汽车尾气测量第33页/共57页2023/5/12023/5/13535汽车尾气

18、分析汽车尾气分析汽车尾气分析汽车尾气分析第34页/共57页2023/5/12023/5/13636有毒气体传感器的使用有毒气体传感器的使用有毒气体传感器的使用有毒气体传感器的使用第35页/共57页第四节第四节第四节第四节 湿敏电阻湿敏电阻湿敏电阻湿敏电阻 绝对湿度绝对湿度绝对湿度绝对湿度：是指大气中水汽的密度，即每：是指大气中水汽的密度，即每：是指大气中水汽的密度，即每：是指大气中水汽的密度，即每一立方米大气中所含水汽的一立方米大气中所含水汽的一立方米大气中所含水汽的一立方米大气中所含水汽的质量质量质量质量(克数克数克数克数)。相对湿度（相对湿度（相对湿度（相对湿度（RHRH）：是大气中实有水

19、汽：是大气中实有水汽：是大气中实有水汽：是大气中实有水汽压与当时温度下饱和水汽压的压与当时温度下饱和水汽压的压与当时温度下饱和水汽压的压与当时温度下饱和水汽压的百分比百分比百分比百分比，是日常，是日常，是日常，是日常生活中常用来表示湿度大小的方法。当相对湿生活中常用来表示湿度大小的方法。当相对湿生活中常用来表示湿度大小的方法。当相对湿生活中常用来表示湿度大小的方法。当相对湿度达度达度达度达100%100%100%100%时，称饱和状态。时，称饱和状态。时，称饱和状态。时，称饱和状态。湿敏电阻的原理：湿敏电阻的原理：水分子极易吸附于固体表面并渗透到固体内部，引起半导体的水分子极易吸附于固体表面并

20、渗透到固体内部，引起半导体的电阻值降低，电阻值降低，因此可以利用因此可以利用多孔陶瓷、三氧化二铝等吸湿材料多孔陶瓷、三氧化二铝等吸湿材料制作湿敏电阻。制作湿敏电阻。第36页/共57页2023/5/12023/5/13838湿度传感器的分类湿度传感器的分类湿度传感器的分类湿度传感器的分类 第37页/共57页2023/5/12023/5/13939湿度对电子元件的影响湿度对电子元件的影响湿度对电子元件的影响湿度对电子元件的影响 当环境的相对湿度增大时，物体表面就当环境的相对湿度增大时，物体表面就当环境的相对湿度增大时，物体表面就当环境的相对湿度增大时，物体表面就会附着一层水膜，并渗入材料内部。这不

21、仅会附着一层水膜，并渗入材料内部。这不仅会附着一层水膜，并渗入材料内部。这不仅会附着一层水膜，并渗入材料内部。这不仅降低了绝缘强度，还会造成漏电、击穿和短降低了绝缘强度，还会造成漏电、击穿和短降低了绝缘强度，还会造成漏电、击穿和短降低了绝缘强度，还会造成漏电、击穿和短路现象；潮湿还会加速金属材料的腐蚀并引路现象；潮湿还会加速金属材料的腐蚀并引路现象；潮湿还会加速金属材料的腐蚀并引路现象；潮湿还会加速金属材料的腐蚀并引起有机材料的霉烂。起有机材料的霉烂。起有机材料的霉烂。起有机材料的霉烂。第38页/共57页露点露点露点露点 降低温度会产生结露降低温度会产生结露现象。露点与农作物的生现象。露点与农

22、作物的生长有很大关系，结露也严长有很大关系，结露也严重影响电子仪器的正常工重影响电子仪器的正常工作，必须予以注意。作，必须予以注意。测量露点的仪器测量露点的仪器第39页/共57页2023/5/12023/5/14141露点传感器外形露点传感器外形露点传感器外形露点传感器外形 第40页/共57页2023/5/12023/5/14242电子式电子式电子式电子式温湿度计温湿度计温湿度计温湿度计第41页/共57页2023/5/12023/5/14343机械机械机械机械式、式、式、式、电子式电子式电子式电子式温湿度计对比温湿度计对比温湿度计对比温湿度计对比第42页/共57页陶瓷湿度传感器特性曲线陶瓷湿度

23、传感器特性曲线陶瓷湿度传感器特性曲线陶瓷湿度传感器特性曲线 陶瓷湿陶瓷湿陶瓷湿陶瓷湿度传感器特性度传感器特性度传感器特性度传感器特性曲线采用对数曲线采用对数曲线采用对数曲线采用对数坐标有何意义坐标有何意义坐标有何意义坐标有何意义？其电阻率变？其电阻率变？其电阻率变？其电阻率变化约有多少个化约有多少个化约有多少个化约有多少个数量级？数量级？数量级？数量级？温度升高，灵敏度如何变化温度升高，灵敏度如何变化？第43页/共57页第五节第五节第五节第五节 磁敏电阻磁敏电阻磁敏电阻磁敏电阻 半导体材料的电阻率随磁场强度的增强而半导体材料的电阻率随磁场强度的增强而半导体材料的电阻率随磁场强度的增强而半导体材

24、料的电阻率随磁场强度的增强而变大，这种现象称为磁阻效应，利用磁阻效应变大，这种现象称为磁阻效应，利用磁阻效应变大，这种现象称为磁阻效应，利用磁阻效应变大，这种现象称为磁阻效应，利用磁阻效应制成的元件称为磁敏电阻。制成的元件称为磁敏电阻。制成的元件称为磁敏电阻。制成的元件称为磁敏电阻。a）未受磁场影响时的电流分布）未受磁场影响时的电流分布 b）受洛化兹力时的电流分布）受洛化兹力时的电流分布 c）图形符号）图形符号第44页/共57页2023/5/12023/5/14646磁敏传感器外形磁敏传感器外形磁敏传感器外形磁敏传感器外形 第45页/共57页2023/5/12023/5/14747二、磁敏电阻

25、的参数和特性二、磁敏电阻的参数和特性二、磁敏电阻的参数和特性二、磁敏电阻的参数和特性 1 1磁阻特性磁阻特性磁阻特性磁阻特性 第46页/共57页2023/5/12023/5/14848第五节第五节第五节第五节 磁敏电阻磁敏电阻磁敏电阻磁敏电阻 2 2温度补偿温度补偿温度补偿温度补偿 第47页/共57页2023/5/12023/5/14949三、磁敏电阻的应用三、磁敏电阻的应用三、磁敏电阻的应用三、磁敏电阻的应用 1 1数字高斯计数字高斯计数字高斯计数字高斯计第48页/共57页2023/5/12023/5/150502 2 2 2磁阻磁阻磁阻磁阻ICICICIC用于转速测量用于转速测量用于转速测

26、量用于转速测量n n60(60(f f/z z)第49页/共57页2023/5/12023/5/15151磁阻磁阻磁阻磁阻ICIC用于转速测量用于转速测量用于转速测量用于转速测量 磁力线集磁力线集中中磁力线分散磁力线分散第50页/共57页2023/5/12023/5/15252磁敏电阻的应用磁敏电阻的应用磁敏电阻的应用磁敏电阻的应用 磁敏电阻可用于测量地球磁场磁敏电阻可用于测量地球磁场的方向及强度的变化。的方向及强度的变化。指南针只能指示指南针只能指示地球磁场的方向。地球磁场的方向。第51页/共57页2023/5/12023/5/15353磁阻式电子罗盘磁阻式电子罗盘磁阻式电子罗盘磁阻式电子罗

27、盘 第52页/共57页2023/5/12023/5/15454磁敏电阻磁敏电阻磁敏电阻磁敏电阻ICIC及其应用及其应用及其应用及其应用 线性磁阻位置传感器线性磁阻位置传感器第53页/共57页磁敏电阻的应用磁敏电阻的应用磁敏电阻的应用磁敏电阻的应用 根据铁磁物体对地磁根据铁磁物体对地磁的扰动，可检测车辆的存的扰动，可检测车辆的存在，可用于包括自动开门，在，可用于包括自动开门，路况监测，停车场检测，路况监测，停车场检测，车辆位置监测，红绿灯控车辆位置监测，红绿灯控制等。制等。第54页/共57页2023/5/12023/5/15656利用磁敏电阻制作小型探矿仪利用磁敏电阻制作小型探矿仪利用磁敏电阻制作小型探矿仪利用磁敏电阻制作小型探矿仪（磁力仪）（磁力仪）（磁力仪）（磁力仪）磁敏电阻磁敏电阻磁敏电阻磁敏电阻（聚四氟乙烯封（聚四氟乙烯封（聚四氟乙烯封（聚四氟乙烯封装）装）装）装）磁力磁力 探矿仪的使用探矿仪的使用第55页/共57页2023/5/12023/5/15757磁阻磁阻磁阻磁阻ICIC用于笔式验钞器用于笔式验钞器用于笔式验钞器用于笔式验钞器 验钞笔顺着纸验钞笔顺着纸币上的磁性币上的磁性防伪线扫描防伪线扫描 第56页/共57页感谢您的观看！感谢您的观看！第57页/共57页