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* 分类:根据温度特性的不同可分为三类 正温度系数热敏电阻(PTC) 负温度系数热敏电阻(NTC) 临界温度系数热敏电阻(CTR) 温度范围较窄,一般用于恒温加热控制,或者温度开关。一些功率PTC元件作为发热元件使用 测温范围宽,主要用于温度测量 温控开关 表5-6 常用热敏电阻 第四节 半导体温度传感器 * 温度 分类: 应用: 测温 接触测温 非接触测温 热辐射测温 热传导测温 压电效应 热阻效应 热电势效应 金 属 热电阻 半导体 热敏电阻 热电偶 温 度 传感器 压电陶瓷(热释电效应) → 敏感元件 → 电参数 光电效应 红外温度传感器、光纤温度传感器 热电阻 电涡流传感器 PN结热电效应 热敏二极管/三极管、集成温度传感器 工作原理: 第四节 半导体温度传感器 * 热敏电阻值随温度变化呈指数规律,其非线性非常严重,因此常需要对其进行线性化处理: (1)对热敏电阻进行线性化处理最简单的方法是线性化网络。 热敏电阻与精密电阻串联或并联 P93图5-18 (2)利用温度—频率转换电路改善非线性 p94 图5-20 第四节 半导体温度传感器 第七章 热电式传感器 第一节 概 述第二节 热 电 偶第三节 热电阻传感器第四节 半导体温度传感器 * 温度 分类: 应用: 测温 接触测温 非接触测温 热辐射测温 热传导测温 压电效应 热阻效应 热电势效应 金 属 热电阻 半导体 热敏电阻 热电偶 温 度 传感器 压电陶瓷(热释电效应) → 敏感元件 → 电参数 光电效应 红外温度传感器、光纤温度传感器 热电阻 电涡流传感器 PN结热电效应 热敏二极管/三极管、集成温度传感器 工作原理: 第一节 概述 * 第二节 热电偶 一、 工作原理: 两种不同导体构成闭合回路 两个节点(A、B)温度不同 热电势 温差电势: σA-温差系数 TA,TB-A、B两节点绝对温度 k-波尔兹曼常数 e-电子电荷 NA,NB-导体AB的自由电子密度→材料 T-节点绝对温度 接触电势: 不同导体→自由电子密度不同→扩散→电势 同一导体→两端温度不同→电子迁移(高→ 低) →电势 * 温差电势 通常温差电势很小,远小于接触电势,则有: 若两种导体相同: NA=NB → E=0 若两端无温差: T=T0 → E=0 两种特殊情况 导体不同 两端温差 条件 因此,整个闭合回路中,总的热电势为 接触电势 第二节 热电偶 * 热电偶基本定律: 1、只有两种不同材料组成的热电偶,其两端点间的温度也 不同时,才能产生热电势。 2、中间导体定律:在热电偶中插入第三种材料,只要插入材料两端的温度相等,对热电偶的总热电势没有影响。 3、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势已知,则此两种导体组成热电偶的热电势已知。 通常采用铂做标准电极 第二节 热电偶 * 二、热电偶材料及常用热电偶 热电势大 热电势与温度之间尽可能呈线性单值关系 测温范围宽 物理和化学性质稳定、不易氧化或腐蚀 电阻温度系数小、导电率高 合金材料应用较多。 第二节 热电偶 * (2) 常用热电偶材料: 材料 测温范围 特点 应用 铂铹10 纯铂 0 ~ 1000 ℃ 准确性高,成本高 精密测温、标准 铱铹10 纯铱 0 ~ 2100 ℃ 科学研究 铱铹40 铂铹40 0 ~ 1900 ℃ 氧化、中性气体 镍铁 镍铜 50 ~ 500 ℃ 50 ℃无电势 火灾报警 镍铬 康铜 -200 ~ 900 ℃ 各种场合 镍铬 镍硅 -50 ~ 1300 ℃ 电势大,线性好 各种场合、常用 铜 康铜 -200 ~ 400 ℃ 各种场合 镍铬 金铁 -270 ~ 10 ℃ 低温 铜 金铁 -270 ~ -250 ℃ 灵敏度高 低温 第二节 热电偶 第三节 热电阻传感器 温度→ 一,热电阻 热电阻材料,应满足条件: (2)电阻温度系数较大,即α (4)在测量范围内,材料的物理,化学性能稳定。 (3)具有良好的单值性、复现性、复制性好。 (1)具有较大电阻率,即: 常用材料:铂,铜,镍。 1,铂电阻 (1)材料性能: 铂易于提纯,性能非常稳定,耐氧化、熔化温度高(1772°C)、复现性好,电阻率高,温度范围宽、体积小,而温度系数较小。(常作为温度基准) (2)结构: 感温元件(电阻丝+绝缘骨架)、瓷套管、保护套管 铂电阻丝:Φ0.05──0.07mm; (3)温度电阻关系: 一般工业用标准铂电阻 (4)分度号与分度表: Pt50: Pt100: 将 与温度t的相应关系统一制成表格,称为铂电阻的分度表。 0~650 °C -
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