3电阻式传感器学生课案.ppt

温度式传感器 把被测参量温度转换为电阻等的变化 热敏电阻也可作为电子线路元件 利用NTC热敏电阻的自热特性可实现自动增益控制，构成RC振荡器稳幅电路，延迟电路和保护电路。在自热温度远大于环境温度时阻值还与环境的散热条件有关, 因此在流速计、流量计、气体分析仪、热导分析中常利用热敏电阻这一特性，制成专用检测元件。 PTC热敏电阻主要用于电器设备的过热保护、无触点继电器、恒温、自动增益控制、电机启动、时间延迟、彩色电视自动消磁、火灾报警和温度补偿等方面。 * * 材料应变的测量 斜拉桥上的斜拉绳 应变测试 总 结 传感器 材料 工作原理 类别 等效电路 应变式 金属 半导体 R=ρl/A 应变效应 压阻效应 l/A ρ 电阻 …… 测量范围 线性度 补偿电路 测量电路 被测参数 比较大 线性 温度补偿半桥全桥 直流电桥 交流电桥 F, P, T, G, x, a * * torque * * 六、固态压阻式传感器 根据压阻效应制成的传感器为压阻式传感器。 一种粘贴式应变片 一种利用工艺在半导体材料上制成扩散电阻 ⑴ 灵敏度非常高； ⑵ 分辨力高； ⑶ 频率响应很高； ⑷ 可测量低频加速度和直线加速度 优 点 + ☆ 固态压阻式传感器的应用 * * 压阻式固态压力传感器的隔离、承压膜片 隔离、承压膜片可以将腐蚀性的气体、液体与硅膜片 隔离开来。 + * * 压阻式固态 压力传感器  内部结构 信号处理电路 * * 小型压阻式固态压力传感器 高压进气口 低压进气口 绝对压力传感器 * * 小型压阻式固态压力传感器 表压压力传感器 p1进气管 * * 投入式液位计 压阻式固态压力传感器——投入式液位计：p1的进气孔用柔性不锈钢隔离膜片隔离，并用硅油传导压力而与液体相通。 * * 投入式液位计外形 压阻式固态 压力传感器 光柱 显示器 橡胶 背压管 * * 投入式液位传感器 投入式液位传感器安装方便，适应于深度为几米至几十米，且混有 大 量 污物、杂质的水或其他液体的液位测量。 * * 15.1.4 热电阻和热敏电阻 利用电阻随温度变化而制成的传感器称为电阻式温度传感器。 分为：金属热电阻和半导体热敏电阻 * * 金属热电阻 半导体热敏电阻 石英晶体传感器 集成温度传感器 热电偶传感器 ☆ ☆ ☆ ☆ temperature resistance frequency ... * * 一、金属热电阻 电阻温度系数大而稳定； 电阻率要大； 电阻温度系数保持单值,最好为常数 金属的物理、化学性能稳定； 电阻材料条件 目前最常用的热电阻有铂热电阻和铜热电阻。 * * (a) 铂电阻 ： 铂是贵金属，铂热电阻的特点是精度高、稳定性好、性能可靠, 所以在温度传感器中得到了广泛应用。按IEC标准, 铂热电阻的使用温度范围为-200~+850℃。 * * * * 小型铂热电阻 * * 防爆型铂热电阻 * * （b）铜电阻 应用精度要求不高，温度较低的场合 线性度好，价格便宜 易氧化，体积大，测量范围小 分度号Cu50、Cu100 * * 工业用热电阻的结构 它由电阻体、 绝缘管、保护套管、引线和接线盒等部分组成。  电阻体由电阻丝和电阻支架组成。电阻丝采用双线无感绕法绕制在支架上。 热电阻结构 * * 工业用热电阻的结构 支架起支撑和绝缘作用，具有一定形状，如云母、石英或陶瓷塑料。 引出线通常采用直径1mm的银丝或镀银铜丝，它与接线盒柱相接，以便与外接线路相连而测量显示温度。 * * 汽车用水温传感器及水温表 铜热电阻 * * 铂电阻温度显示、变送器 * * 用热电阻传感器进行测温时, 测量电路经常采用电桥电路。 而热电阻与检测仪表相隔一段距离, 因此热电阻的引线对测量结果有较大的影响。 热电阻引线方式有两线制、 三线制和四线制三种。 二线制中引线电阻对测量影响大, 用于测温精度不高场合。 三线制可以减小热电阻与测量仪表之间连接导线的电阻因环境温度变化所引起的测量误差。 四线制可以完全消除引线电阻对测量的影响, 用于高精度温度检测。 * * 可设定温度的温度控制箱 旋转式机械 设定开关 拨码式 设定开关 * * 二、半导体热敏电阻 ⑴ 负温度系数电阻 (NTC) ⑵ 正温度系数电阻 (PTC) ⑶ 临界温度系数电阻 (CTC) 热敏电阻的 典型特性 a) 温度特性 b)热敏电阻的结构及符号 结构图 1—探头 2—引线 3—壳体 Rt 符号 + * * c) NTC热敏电阻的特性 R, Ro—为温度T(K)和T0(K)时的电阻值 温