常用温度传感器.ppt

学习要点 温度传感器有3个发展阶段：即传统的分立式温度传感器、模拟集成温度传感器、智能温度传感器。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络化的方向发展。 一、温度与温标 温度是衡量物体（或物质）冷热程度的物理量，能够把温度的变化转化为电量（电压、电流或阻抗等）变化的传感器称为温度传感器。 温标是衡量温度的标准尺度，目前国际上使用较多的是摄氏温标和热力学温标。 二、温度传感器的工作原理 定义：利用各种物质材料的不同物理性质随温度变化的规律把温度转换为电量的装置。 水银温度计-----热胀冷缩 双金属温度计------两种不同金属在温度改变时膨胀程度不同 三、温度传感器的分类 用来测量温度的传感器种类种类很多，常用的有热敏电阻、热电阻、PN结、热电偶以及为简化测量电路而开发的集成温度传感器。 温度传感器按不同的分类依据分类如下： （1） 按传感器于被测介质的接触方式：接触式 和非接触式 （2）按物理现象分类 P44 表2-1 （3）按测温范围分类 P44 表2-2 （4）按测温特性分类 P44 表2-3 四.温度传感器的主要发展方向 超高温与超低温传感器 提高温度传感器的精度和可靠性 研制家用电器、汽车及农畜业所需要的价廉的温度传感器 发展新型产品 发展适应特殊测温要求的温度传感器 发展数字化、集成化和自动化的温度传感器 3、热电阻的基本参数 (1) 标称电阻(R0)：热电阻在0℃时的电阻值 (2) 分度表：以表格形式表示热电阻的电阻-温度对照表 分度号：Pt100，表示金属材料为铂，标称电阻为100Ω (3) 温度测量范围及允许偏差范围 (4) 热响应时间 (5) 额定工作电流 实验一 Pt100铂电阻(Cu50铜热电阻)测温特性实验 一、实验目的 了解Pt100(Cu50)热电阻—电压转换方法及Pt100(Cu50)热电阻测温特性与应用。 二、基本原理： 三、需用器件与单元 四、实验步骤 五、实验结果记录 学习要点 3、结构 集成温度传感器则是将晶体管的b-e结作为温度敏感元件，加上信号放大、调理电路、甚至A/D转换或U/f转换等电路集成在一个芯片上制成的，按其输出信号的不同可分为： 以电压、电流、频率或周期形式输出的模拟集成温度传感器 以数字量形式输出的数字集成温度传感器。 集成温度传感器的优点是：使用简便、价格低廉、线性好、误差小、适合远距离测、控温、免调试等。 作 业 P82 6、7 学习要点 学习要点 课本第51页:第6题 作 业 P82 9 学习要点 热电偶传感器在燃气热水器中的应用 利用热电偶温度传感器设计一个设置有防止不完全燃烧的安全装备、熄火安全装置、空烧安全装置及过热安全装置的燃气直流式热水器原理图。 热电偶6为缺氧保护，设置在燃烧室的上方，与热电偶2反极性串联。热水器正常工作时，热电偶6的热电动势较小不影响电磁阀的工作状态。当氧气不足时，火焰变红且拉长，热电偶6被拉长的火焰加热，产生较大的电动势，抵消了热电偶2的热电动势，使电磁阀Y关闭，起到了缺氧保护的作用。 实验二 K（E）热电偶测温性能实验 一、实验目的：了解热电偶测温原理及方法和应用。 二、基本原理： 国际上，将热电偶的A、B热电极材料不同分成若干分度号，如常用的Ｋ(镍铬-镍硅或镍铝)、Ｅ(镍铬-康铜)、Ｔ(铜-康铜)等等，并且有相应的分度表即参考端温度为0℃时的测量端温度与热电动势的对应关系表；可以通过测量热电偶输出的热电动势值再查分度表得到相应的温度值。 三、需用器件与单元 四、实验步骤 例：用一支分度号为Ｋ(镍铬-镍硅)热电偶测量温度源的温度，工作时的参考端温度(室温) t0＇=20℃，而测得热电偶输出的热电势(经过放大器放大的信号，假设放大器的增益A=10)32.7mv，则E(t,t0＇)=32.7mV/10=3.27mV，那么热电偶测得温度源的温度是多少呢? 解：由附表3 查得： E(t0＇, t0)=E(20,0)=0.798mV 已测得 E(t, t0＇)=32.7mV/10=3.27mV 故 E(t, t0)=E(t, t0＇)+E(t0＇, t0)= 3.27mV+0.798mV=4.068mV 热电偶测量温度源的温度可以从分度表中查出，与4.068mV所对应的温度是100℃。 作 业 课本第51页: 第7题 补充: 当T为100℃,T0为0 ℃时,铬合金—铂热电偶的E(100℃, 0 ℃