第12章热电传感器 (2)优秀课件.ppt

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1、第12章热电传感器(2)第1页，本讲稿共60页 传感与检测技术 第12章 温度传感器主要内容：12.2 温度传感器的分类及温标 12.2 热电偶 12.3 热电阻、热敏电阻 12.4 集成温度传感器 第2页，本讲稿共60页 传感与检测技术第 第1212章章 温度传感器温度传感器 温度是诸多物理现象中具有 温度是诸多物理现象中具有代表性的物理量 代表性的物理量，是现代生活中不可缺少的信息内容，是现代生活中不可缺少的信息内容，更是 更是科学实验 科学实验与 与工业过程控制 工业过程控制中检测的重要参数。中检测的重要参数。许多生产过程和日常生活都需要温度参数和温度控制。许多生产过程和日常生活都需要温

2、度参数和温度控制。如电冰箱、空调、电 如电冰箱、空调、电饭煲、微波炉。饭煲、微波炉。随着测温技术的发展，测温 随着测温技术的发展，测温范围 范围和 和精度 精度都有很大的提高，都有很大的提高，新型 新型温度传感器不断出 温度传感器不断出现，如红外、光纤、微波、核磁共振等都获得广泛应用。现，如红外、光纤、微波、核磁共振等都获得广泛应用。测温系统主要由两部分组成：传感器及转换电路。测温系统主要由两部分组成：传感器及转换电路。12.1 温度传感器的分类及温标现场 现场 控制室 控制室感温元件转换显示E Et tR Rt tT T第3页，本讲稿共60页 热力学温度是国际上公认的最基本温度，我国目前实行

3、的是 热力学温度是国际上公认的最基本温度，我国目前实行的是1990 1990年国际温标 年国际温标(ITS(ITS 90 90）(ITS(ITS 90 90）定义）定义:国际开尔文温度（国际开尔文温度（T T90 90）：单位，开尔文（符号）：单位，开尔文（符号K K）国际摄氏温度（国际摄氏温度（t t90 90）：）：单位，摄氏（符号 单位，摄氏（符号）两者关系为：两者关系为：t t90 90/=T/=T90 90/K/K 273.15 273.15 或表示为 或表示为 t/=T/K t/=T/K 273.15 273.15 传感与检测技术第第1212章章 温度传感器温度传感器 为定量描述温

4、度的高低，必须建立温度标尺（为定量描述温度的高低，必须建立温度标尺（温标 温标），各种），各种温度计和温度传感器的温度数值均由 温度计和温度传感器的温度数值均由温标 温标确定。确定。1.温度单位 温度单位第4页，本讲稿共60页 传感与检测技术第第1212章章 温度传感器温度传感器 温度传感器按 温度传感器按工作原理 工作原理主要有以下几类：主要有以下几类：1.1.热电偶，热电偶，利用 利用金属的温差电动势 金属的温差电动势测温，特点：耐高温、精度高，可测量 测温，特点：耐高温、精度高，可测量上千 上千度 度；2.2.热电阻 热电阻，利用，利用金属 金属导体电阻 导体电阻随温度变化，可测温几百度

5、；随温度变化，可测温几百度；3.3.热敏电阻 热敏电阻，利用，利用半导体材料 半导体材料电阻随温度变化测温，特点：体积小、灵敏度高、使用 电阻随温度变化测温，特点：体积小、灵敏度高、使用方便，稳定性差；方便，稳定性差；4.4.红外温度传感器 红外温度传感器-利用物体红外辐射能，将光转化为热，再将热转换为电信号，利用物体红外辐射能，将光转化为热，再将热转换为电信号，特点是非接触测量，动态误差小，响应时间短。特点是非接触测量，动态误差小，响应时间短。2.温度传感器分类方法第5页，本讲稿共60页 传感与检测技术第第12 12章章 温度传感器温度传感器测温方法 测温原理 温度传感器接触式 固体热膨胀体

6、积变化 液体热膨胀 气体热膨胀双金属温度计玻璃管液体温度计气体温度计、压力温度计电阻变化金属电阻温度传感器半导体热敏电阻接触式热电效应贵金属热电偶普通金属热电偶非金属热电偶频率变化 石英晶体温度传感器光学特性 光纤温度传感器；液晶温度传感器声学特性 超声波温度传感器非接触式 亮度法热辐射 全辐射法 比色法 红外法光学高温计全辐射高温计比色高温计红外温度传感器气流变化 射流温度传感器 按 按测温方式 测温方式分类：分类：第6页，本讲稿共60页 传感与检测技术第 第1212章章 温度传感器温度传感器12.2 12.2 热电偶 热电偶热电偶工作原理演示 结论：当两个结点温度不相同时，回路中将产生电动

7、势。热电极A自由端参考端冷端测量端工作端热端热电极B热电势AB第7页，本讲稿共60页 传感与检测技术第第12 12章章 温度传感器温度传感器12.2 12.2 热电效应 热电效应 1821年，德国物理学家赛贝克用两种不同金属组成闭合回路，并用酒精灯加热其中一个接触点（称为结点），发现放在回路中的指南针发生偏转（说明什么？），如果用两盏酒精灯对两个结点同时加热，指南针的偏转角反而减小（又说明什么？）。显然，指南针的偏转说明回路中有电动势产生并有电流在回路中流动，电流的强弱与两个结点的温差有关。两种不同类型的金属导体，导体两端分别接在一起构成闭合回路，当两个结点温度不等有温差时，回路里会产生热电势

8、，形成电流，这种现象称为热电效应。利用这种效应，只要知道一端结点温度，就可以测出另一端结点的温度。第8页，本讲稿共60页 传感与检测技术第 第1212章 章 温度传感器 温度传感器12.2 12.2 接触电势 接触电势 两种不同的金属互相接触时，由于不同金属内自由电子的密度不同，在两金属A和B的接触点处会发生自由电子的扩散现象。自由电子将从密度大的金属A扩散到密度小的金属B，使A失去电子带正电，B得到电子带负电，从而产生热电势。自由电子ABeAB（T）T第9页，本讲稿共60页 传感与检测技术第 第1212章章 温度传感器温度传感器12.2 12.2接触电势 接触电势eAB(T)导体A、B结点在

9、温度T时形成的接触电动势；e单位电荷，e=1.610-19C；k波尔兹曼常数，k=1.3810-23 J/K；NA、NB 导体A、B在温度为T时的电子密度。接触电势的大小与温度高低及导体中的电子密度有关。第10页，本讲稿共60页 传感与检测技术第第12 12章章 温度传感器温度传感器12.2 12.2 温差电势 温差电势 对于任何一种金属，当其两端温度不同时，两端的自由电子浓度也不同，温度高的一端浓度大，具有较大的动能；温度低的一端浓度小，动能也小。因此高温端的自由电子要向低温端扩散，高温端因失去电子而带正电，低温端得到电子而带负电，形成温差电动势，又称汤姆森电动势。AeA(T,T0)T0T

10、eA(T,T0)-导体A两端温度为T,T0时形成的温差电动势；T，T0-高低端的绝对温度；A-汤姆逊系数，表示导体A两端的温度差为1时所产生的温差电动势，例如在0时，铜的=2V/。第11页，本讲稿共60页 传感与检测技术第第1212章章 温度传感器温度传感器12.2 12.2 回路总电势 回路总电势 由导体材料A、B组成的闭合回路，其接点温度分别为T、T0,如果TT0，则必存在着两个接触电势和两个温差电势，回路总电势：T0TeAB(T)eAB(T0)eA(T,T0)AB第12页，本讲稿共60页 传感与检测技术第 第1212章章 温度传感器温度传感器12.2 12.2 回路总电势 回路总电势 由

11、于在金属中自由电子数目很多，温度对自由电子密度的影响很小，故温差电动势可以忽略不计，在热电偶回路中起主要作用的是接触电动势。则有 结论：1.若热电偶两电极材料相同（NA=NB、A=B），无论两端点温度如何，总热电势EAB为零；2.如果热电偶两接点温度相同（T=T0）时，A、B 材料不同，回路总电势EAB为零；3.因此，热电偶必须用不同材料做电极，在T、T0 两端必须有温差梯度，这是热电偶产生热电势的必要条件。第13页，本讲稿共60页 传感与检测技术第第1212章章 温度传感器温度传感器12.2.2 12.2.2 热电偶基本定律 热电偶基本定律(1)(1)中间导体定律 中间导体定律 在热电偶回路

12、中接入第三种导体C，只要第三种导体的两接点温度相同，则回路中总的热电动势不变。T0T0BTAC右图回路中的总电动势为：第14页，本讲稿共60页 如果回路中三个接点的温度都相同，即TT0，则回路总电动势必为零，即：即则 传感与检测技术第第1212章 章 温度传感器 温度传感器12.2.2 12.2.2 热电偶基本定律热电偶基本定律(1)(1)中间导体定律 中间导体定律第15页，本讲稿共60页T1CT0T1TBA 如果按右图接入第三种导体C，则回路中的总电动势为：而所以意义：可用电器测量仪表直接测量热电势(1)(1)中间导体定律 中间导体定律第16页，本讲稿共60页 传感与检测技术第第1212章章

13、 温度传感器温度传感器12.2.2 12.2.2 热电偶基本定律 热电偶基本定律(2)(2)标准电极定律 标准电极定律 如果两种导体分别与第三种导体组成的热电偶所产生的热电动势已知，则由这两种导体组成的热电偶所产生的热电动势也就可知。T T0 0T TE EAB AB(T T,T T0 0)A AB BT T0 0T TE EAC AC(T T,T T0 0)A AC CT T0 0T T E EBC BC(T T,T T0 0)B BC C第17页，本讲稿共60页两式相减得：若一个热电偶由A、B、C三种导体组成，且回路中三个接点的温度都相同，则回路总电动势必为零，即：(2)(2)标准电极定律

14、 标准电极定律第18页，本讲稿共60页或意义：大大简化了热电偶的选配工作。代入（1）式可得：(2)(2)标准电极定律 标准电极定律第19页，本讲稿共60页 传感与检测技术第第1212章章 温度传感器温度传感器12.2.2 12.2.2 热电偶基本定律 热电偶基本定律(3)(3)中间温度定律 中间温度定律BBA T Tn n T T T T0 0 AAB 热电偶在两接点温度分别为T、T0时的热电动势等于该热电偶在接点温度分别为T、Tn和接点温度分别为Tn、T0时的相应热电动势的代数和。第20页，本讲稿共60页证明：即：(3)(3)中间温度定律 中间温度定律第21页，本讲稿共60页当Tn=0时，则

15、：上式说明：只要A、B组成的热电偶在冷端温度为零时的“热电动势温度”关系已知，则它在冷端温度不为零时的热电动势即可知。意义：为制定热电偶分度表奠定了基础。(3)(3)中间温度定律 中间温度定律第22页，本讲稿共60页热电偶的分度表 热电偶的线性较差，多数情况下采用查表法热电偶自由端温度为0 时，热电偶工作端的温度与输出 时，热电偶工作端的温度与输出电动势之间的对应关系的表格。电动势之间的对应关系的表格。第23页，本讲稿共60页温度0 10 20 30 40 50 60 7080 90热 电 动 势 mV0 0.000 0.397 0.798 1.203 1.611 2.022 2.436 2.

16、8503.266 3.681100 4.095 4.508 4.919 5.327 5.733 6.137 6.539 6.9397.338 7.737200 8.137 8.537 8.938 9.341 9.745 10.151 10.560 10.96911.381 11.793300 12.207 12.623 13.039 13.456 13.874 14.292 14.712 15.13215.552 15.974400 16.395 16.818 17.241 17.664 18.088 18.513 18.938 19.363 19.788 20.214500 20.640 2

17、1.066 21.493 21.919 22.346 22.772 23.198 23.624 24.050 24.476600 24.902 25.327 25.751 26.176 26.599 27.022 27.445 27.867 28.288 28.709700 29.128 29.547 29.965 30.383 30.799 31.214 31.629 32.024 32.455 32.866800 33.277 33.686 34.095 34.502 34.909 35.314 35.718 36.121 36.524 36.925900 37.325 37.724 38

18、.122 38.519 38.915 39.310 39.703 40.096 40.488 40.8791000 41.269 41.657 42.045 42.432 42.817 43.202 43.585 43.968 44.349 44.7291100 45.108 45.486 45.863 46.238 46.612 46.985 47.356 47.726 48.095 48.4621200 48.826 49.192 49.555 49.916 50.276 50.633 50.990 51.344 51.697 52.0491300 52.398 52.747 53.093

19、 53.439 53.782 54.125 54.466 54.807 镍铬镍硅热电偶(K型)分度表（参考端温度为0）第24页，本讲稿共60页 传感与检测技术第第12 12章章 温度传感器温度传感器12.2.3 12.2.3 热电偶的结构和种类热电偶的结构和种类 贵金属 贵金属热电偶 热电偶 铂铑 铂铑 铂铑（铂铑（600 600 1700 1700）铂铑 铂铑 铂 铂（0 0 1600 1600）普通金属 普通金属热电偶 热电偶 镍铬 镍铬 镍硅（镍硅（-200-200 1200 1200）镍铬 镍铬 镍铜（镍铜（-40-40 750 750），铁 铁 康铜（康铜（0 0 400 400）1

20、.1.热电偶种类 热电偶种类 国际电工委员会IEC(International Electro Technical Commission)推荐种标准化热电偶，已列入工业标准化文件，具有统一的分度表。第25页，本讲稿共60页?41.2769.58710.5064.8341000C热电势/mV-501768 C 铂铑13铂R270800C镍铬康铜E-2701370 C 镍铬镍铬(铝)K-501768 C 铂铑10铂S501820 C 铂铑30铂铑6B测量温度范围 名称 分度号 传感与检测技术第第12 12章 章 温度传感器 温度传感器12.2.3 12.2.3 热电偶的结构和种类热电偶的结构和种类

21、1.1.热电偶种类 热电偶种类v热电偶可以测量上千度高温，并且精度高、性能好，这是其它接触式温度传感器无法替代的。第26页，本讲稿共60页 传感与检测技术第第1212章 章 温度传感器 温度传感器12.2.3 12.2.3 热电偶的结构和种类热电偶的结构和种类 普通热电偶，测量气体、蒸汽、液体等，棒形结构；薄膜热电偶，用于火箭、飞机喷嘴温度测量，结构较薄；铠装热电偶，用以测量狭小对象，结构细长、可弯曲；表面热电偶，用于弧形表面物体测温；消耗式热电偶，主要用于钢水温度测量。2.2.热电偶结构 热电偶结构第27页，本讲稿共60页 传感与检测技术第 第1212章章 温度传感器温度传感器12.2.3

22、12.2.3 热电偶的结构和种类热电偶的结构和种类普通热电偶：测量气体、蒸汽、液体等第28页，本讲稿共60页 传感与检测技术第 第1212章 章 温度传感器 温度传感器12.2.3 12.2.3 热电偶的结构和种类 热电偶的结构和种类薄膜热电偶：用于火箭、飞机喷嘴等温度测量第29页，本讲稿共60页 传感与检测技术第第12 12章章 温度传感器温度传感器12.2.3 12.2.3 热电偶的结构和种类热电偶的结构和种类铠装热电偶：内部的热电偶丝与外界空气隔绝，有着良好的抗高温氧化、抗低温水蒸气冷凝、抗机械外力冲击的特性。铠装热电偶可以制作得很细，能解决微小、狭窄场合的测温问题，且具有抗震、可弯曲、

23、超长等优点。第30页，本讲稿共60页原因 热电偶热电势的大小是热端温度和冷端温度的函数差，为保证输出热电势是被测温度的单值函数，必须使冷端温度保持恒定；热电偶分度表给出的热电势是以冷端温度0为依据，否则会产生误差。传感与检测技术第第1212章章 温度传感器温度传感器12.2.312.2.3冷端处理及补偿冷端处理及补偿第31页，本讲稿共60页1.冰点槽法 把热电偶的参比端置于冰水混合物容器里，使T0=0。这种办法仅限于科学实验中使用。为了避免冰水导电引起两个连接点短路，必须把连接点分别置于两个玻璃试管里，浸入同一冰点槽，使相互绝缘。第32页，本讲稿共60页2.补偿导线法 利用补偿导线，将热电偶的

24、冷端延伸到温度恒定的场所。根据中间温度定律，只要热电偶的两个热电极分别与两补偿导线的接点温度一致，就不会影响热电动势的输出。第33页，本讲稿共60页3.计算修正法 用室温计算出参比端实际温度TH，利用公式计算EAB(T,T0)=EAB(T,TH)+EAB(TH,T0)例 用铜-康铜热电偶测某一温度T，参比端在室温环境TH中，测得热电动势EAB(T，TH)=1.979mV，又用室温计测出TH=21,查此种热电偶的分度表可知，EAB(21,0)=0.84mV，故得EAB(T，0)=EAB(T，21)+EAB(21，T0)=2.819(mV)再次查分度表，与2.819mV对应的热端温度T=69。第3

25、4页，本讲稿共60页 传感与检测技术第第1212章章 温度传感器温度传感器12.2.412.2.4 热电偶应用 热电偶应用第35页，本讲稿共60页 传感与检测技术第第1212章章 温度传感器温度传感器12.2.412.2.4 热电偶应用热电偶应用第36页，本讲稿共60页 传感与检测技术第第1212章章 温度传感器温度传感器12.2.412.2.4 热电偶应用热电偶应用第37页，本讲稿共60页12.3 热电阻传感器热电阻效应-电阻率都随本身温度的变化而变化。根据电阻和温度之间的函数关系，将温度变化量转换为相应的电参量，从而实现温度的电测量。利用这一原理制成的温度敏感元件称为热电阻。热电阻材料可分

26、为金属热电阻(热电阻)和半导体热电阻(热敏电阻)。第38页，本讲稿共60页12.3.1 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。取一只 100W/220V 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阻值应为484欧姆。第39页，本讲稿共60页12.3.1 金属热电阻1.热电阻材料的特点(1)高温度系数、高电阻率。在同样条件下可加快反应速度，提高灵敏度，减小体积和重量。(2)化学、物理性能稳定。以保证在使用温度

27、范围内热电阻的测量准确性。(3)良好的输出特性。即必须有线性的或者接近线性的输出。(4)良好的工艺性，以便于批量生产、降低成本。适宜制作热电阻的材料有铂、铜、镍、铁等。第40页，本讲稿共60页 传感与检测技术第第1212章章 温度传感器温度传感器 普通金属热电阻一般用于 普通金属热电阻一般用于-200-200+850+850温度测量 温度测量,少数可测 少数可测1000 1000。铂、铜为应用最广的热电阻材料。铂容易提纯，在高温和氧化性介质中化学、铂、铜为应用最广的热电阻材料。铂容易提纯，在高温和氧化性介质中化学、物理性能稳定，制成的铂电阻输出输入特性接近线性，测量精度高。物理性能稳定，制成的

28、铂电阻输出输入特性接近线性，测量精度高。12.3.1 12.3.1 金属热电阻金属热电阻R RT T热电阻电路符号 热电阻电路符号第41页，本讲稿共60页 传感与检测技术第第1212章章 温度传感器温度传感器 按 按IEC IEC（国际电工委员会 国际电工委员会）标准 标准铂热电阻 铂热电阻阻值与温度变化范 阻值与温度变化范围之间的关系近似为：围之间的关系近似为：12.3.1 12.3.1 铂热电阻铂热电阻-200O+0850 Rt为温度t 时的电阻值，R0为0的标称值。铂、铜为应用最广的热电阻材料。铂容易提纯，在高温和氧化性介质中化学、物理性能稳定，制成的铂电阻输出输入特性接近线性，测量精度

29、高。第42页，本讲稿共60页 传感与检测技术第第1212章章 温度传感器温度传感器12.3.1 12.3.1 铂热电阻铂热电阻分度号分别为：Pt10、Pt100 目前我国规定工业用铂热电阻有两种公称值：国际温标ITS90标准中,A、B、C 常数规定为铂电阻的温度特性多为正特性 铂电阻的温度特性多为正特性第43页，本讲稿共60页第44页，本讲稿共60页 传感与检测技术第 第1212章章 温度传感器温度传感器12.3.1 12.3.1 铜热电阻铜热电阻其中，其中，A A、B B、C C为常数：为常数：A A=4.28899=4.28899 10 10-3-3/B B=-2.133=-2.133 1

30、0 10-7-7/2 2 C C=1.233=1.233 10 10-9-9/3 3-50 150 模型 模型1 1：精确计算时：精确计算时模型 模型2 2：简便计算，常用二项式计算：简便计算，常用二项式计算其中，其中，R Rt t、R R0 0 温度为 温度为 t t 和 和 t t0 0 时的电阻；时的电阻；温度为 温度为 t t0 0 时的温度系数。时的温度系数。第45页，本讲稿共60页 我国工业用铜热电阻有两种初始电阻值，R R0 0=50=50欧姆 欧姆 和R R0 0=100=100欧姆 欧姆，分度号分别为u50和u100。根据式2可制成铜热电阻的标准化分度表。优 点（1）易提纯；

31、（2）物理、化学特性稳定；（3）输出近线性；（4）价格低廉。缺 点（1）电阻率低；（2）体积较大，热惯性较大；（3）温度高于100易氧化。传感与检测技术第第1212章章 温度传感器温度传感器12.3.1 12.3.1 铜热电阻铜热电阻第46页，本讲稿共60页 传感与检测技术第第1212章 章 温度传感器 温度传感器12.3.2 12.3.2 热电阻类型热电阻类型热电阻电阻体绝缘套管接线盒 热电阻电阻体绝缘套管接线盒（1）普通型热电阻第47页，本讲稿共60页 传感与检测技术第 第1212章 章 温度传感器 温度传感器12.3.2 12.3.2 热电阻类型热电阻类型(2)铠装热电阻 铠装热电阻的结

32、构较为特殊。热电阻体与保护套封装成一个整体，具有良好的机械性能，耐振动与冲击，有良好的挠性，便于安装，不受有害介质侵蚀，外径尺寸可以做得很小，反应速度快，适用于安装在结构复杂的设备上进行测温，使用寿命较长。第48页，本讲稿共60页 传感与检测技术第第1212章章 温度传感器温度传感器12.3.2 12.3.2 热电阻类型 热电阻类型(3)薄膜热电阻 薄膜热电阻是用真空镀膜法将铂直接蒸镀在陶瓷基体上制成的热电阻，薄膜热电阻减少了热惯性，提高了灵敏度和响应速度，适用于平面物体的表面温度和动态温度的测量。第49页，本讲稿共60页 传感与检测技术第第1212章章 温度传感器温度传感器12.3.2 12

33、.3.2 热敏电阻热敏电阻 热敏电阻是利用半导体的电阻值随温度的变化而显著变化的特性实现测温的。半导体热敏电阻有很高的电阻温度系数，其灵敏度比热电阻高得多。而且体积可以做得很小，故动态特性好，适于在-100300之间测温。优点：（1）结构简单、体积小、可测点温度；（2）电阻温度系数大，灵敏度高（10倍）；（3）电阻率高、热惯性小、适宜动态测量。热敏电阻的缺点是互换性较差，另外其热电特性是非线性的。第50页，本讲稿共60页 传感与检测技术第第1212章章 温度传感器温度传感器12.3.2 12.3.2 热敏电阻外形 热敏电阻外形第51页，本讲稿共60页 传感与检测技术第第1212章章 温度传感器

34、温度传感器 热敏电阻温度特性 热敏电阻温度特性 12.3.2 12.3.2 热敏电阻热敏电阻负温度系数热敏电阻：负温度系数热敏电阻：NTC NTC 正温度系数热敏电阻：正温度系数热敏电阻：PTC PTC 临界温度系数热敏电阻：临界温度系数热敏电阻：CTR CTR 可见 可见CTR CTR临界热敏电阻有一突变温 临界热敏电阻有一突变温度，此特性可用于自动控温和报 度，此特性可用于自动控温和报警电路中。警电路中。0 40 80 120 160 200 0 40 80 120 160 20010 106 6 10 104 4 10 102 2 10 100 0温度 电阻CTR NTC PTC 第52

35、页，本讲稿共60页 传感与检测技术第第1212章章 温度传感器温度传感器NTC NTC的 的 R-T R-T 特性 特性 T R 0 0（273.15K 273.15K）0 0 时的阻值 时的阻值 B B 热敏电阻的材料常数，热敏电阻的材料常数，一般情况下，一般情况下，B B=20006000K=20006000K。第53页，本讲稿共60页 传感与检测技术第第1212章章 温度传感器温度传感器54 NTCNTC输出特性的线性化处理输出特性的线性化处理 电阻网络（线性化网络）：精密电阻与热敏电阻串并联 电阻网络（线性化网络）：精密电阻与热敏电阻串并联1 1、串联法、串联法AT RT R2 2、并

36、联法、并联法第54页，本讲稿共60页 传感与检测技术第第1212章章 温度传感器温度传感器12.3.2 NTC12.3.2 NTC热敏电阻 热敏电阻 NTC热敏电阻生产最早、最成熟、使用范围也广，它特别适用于-100300之间的温度测量，目前己广泛应用于点温、表面温度、温差、温度场等测量中，同时也应用在自动控制及电子线路的热补偿电路中。第55页，本讲稿共60页 传感与检测技术第第1212章章 温度传感器温度传感器12.3.2 PTC 12.3.2 PTC热敏电阻 热敏电阻-温度特性 温度特性10000100010010050100150 200 250R20=120R20=36.5R20=12

37、.2PTC热敏电阻器的电阻温度曲线T/C电阻/Tp1Tp2Tc=175 C PTC热敏电阻的工作温度范围较窄，在工作区两端，电阻-温度曲线上有两个拐点Tp1和Tp2。当温度低于Tp1时，温度灵敏度低；当温度升高到Tp1后，电阻值随温度值剧烈增高。主要用于彩电消磁、各种电器设备的过载保护、发热源的定温控制，可作限流元件使用。第56页，本讲稿共60页 传感与检测技术第 第12 12章章 温度传感器温度传感器12.3.3 12.3.3 热敏电阻的应用热敏电阻的应用+-第57页，本讲稿共60页 传感与检测技术第第1212章章 温度传感器温度传感器12.3.3 12.3.3 热电阻的应用 热电阻的应用+

38、-第58页，本讲稿共60页 传感与检测技术本章要点:热电偶 热电偶温度传感器测温 温度传感器测温 连接不同材料的金属线，且加热一端，另一端产生电动势，可在 连接不同材料的金属线，且加热一端，另一端产生电动势，可在 1500 1500以下使用 以下使用;热电偶的热电效应、热电偶的热电效应、热电偶的结构和种类，热电偶的结构和种类，热电偶测量电路。热电偶测量电路。热电阻的阻值因温度而变化 热电阻的阻值因温度而变化1 1）金属热电阻：温度越高，电阻越大，元件在）金属热电阻：温度越高，电阻越大，元件在500 500以下使用；以下使用；2 2）半导体热敏电阻：通常温度越高，电阻越小，在）半导体热敏电阻：通

39、常温度越高，电阻越小，在350 350以下使用 以下使用 热敏电阻，金属热电阻和热敏电阻的温度特性 热敏电阻，金属热电阻和热敏电阻的温度特性;热敏电阻传感器，有灵敏度高、适应性强的特点，能远距离测量；热敏电阻传感器，有灵敏度高、适应性强的特点，能远距离测量；第59页，本讲稿共60页 传感与检测技术作 业1.1.温度传感器类型有哪些 温度传感器类型有哪些,其特点是什么 其特点是什么?2.2.什么是热电效应 什么是热电效应?3.3.简述热电偶传感器结构和测温原理，热电偶产生热电势的必要条 简述热电偶传感器结构和测温原理，热电偶产生热电势的必要条件是什么 件是什么?4.4.某热电偶的热电势在 某热电偶的热电势在600.0 600.0时，输出 时，输出，若冷端温度，若冷端温度为 为0 0时，测某炉温输出热电 时，测某炉温输出热电。试求该加热炉实际温度。试求该加热炉实际温度是多少？是多少？第60页，本讲稿共60页