华中科大学工程08 工程测试技术 第三章 第三讲.ppt

作业：年月日上交 P187 第3章第30题 案例：转速测量 3.7 半导体传感器 3.8、热敏传感器 1. 双金属温度计 把两种膨胀系数不同的金属薄片焊接在一起制成的。它是一种固体膨胀温度计，可将温度变化转换成机械量变化。 优点： 结构简单 牢固 可靠 防爆 第3章 传感器原理及应用基础 ??????????????????????????????????????????????????? 3.8 热敏传感器 荧光灯启辉器 3.8 热敏传感器 启辉器由玻璃管制成的辉光放电管与小电容器并联而成。 辉光放电管内有一个U形双金属片，一个固定静止触极电板，称为静触板或静触极，玻璃管内充有氖气或氩气，或氖氩混合的惰性气体。 荧光灯工作原理 3.8 热敏传感器 高压电极 灯丝 启辉器 镇流器 灯管启动后，感应电势消失，是靠电源电压与镇流器维持灯管的正常工作(20W灯管的工作电流为0.37A, 40W为0.43A)。启辉器在电路中只起控制灯管预热电流的时间和断开电路时使镇流器产生感应电动势的作用。在荧光灯正常工作时，启辉器是停止工作的。 当电路接通，启辉器两端极片得电，击穿惰性气体而导电（辉光放电过程），双金属片发热弯曲而与静触板接通形成闭合电路。此时电流直接经过双金属片与静触板流通，惰性气体失去作用而不放电，双金属片开始冷却，经过1～8秒的时间，双金属片收缩回原来状态，启辉器停止工作。 在此瞬间，电路中电流突然中断，使镇流器两端产生一个比电源电压高得多的感应电动势，同时与电源电压叠加在灯管两端，使灯管两端电极之间形成一个强电场。灯丝阴极发射的电子，在强电场的作用下，引起管内汞蒸气电离而形成弧光放电，同时产生大量的紫外线激发管壁的荧光粉而发出可见光。 2. 热电温度计(热电偶) 热电效应 将两种不同材料的导体A和B串接成一个闭合回路，当两个接点温度不同时，在回路中就会产生热电势，形成电流，此现象称为热电效应。 3.8 热敏传感器 A B T T0 k——玻耳兹曼常数， e——电子电荷量， T——接触处的温度 NA，NB——分别为导体A和B的自由电子密度。 接触电动势 温差电动势 3.8 热敏传感器 热电偶测温基本定律 1)均质导体定律 由一种均质导体组成的闭合回路，不论导体的横截面积、长度以及温度分布如何均不产生热电动势。 T T0 2)中间导体定律 在热电偶回路中接入第三种材料的导体，只要其两端的温度相等，该导体的接入就不会影响热电偶回路的总热电动势。 T T0 V 3.8 热敏传感器 3)参考电极定律 两种导体A,B分别与参考电极C组成热电偶，如果他们所产生的热电动势为已知，A和B两极配对后的热电动势可用下式求得： A B T T0 = A C T T0 — C B T T0 由于铂的物理化学性质稳定、人们多采用铂作为参考电极。 3.8 热敏传感器 3.8 热敏传感器 华中科技大学机械学院 * 工程测试技术 主讲教师：史铁林　教授 　　　　　胡友民　教授 实验教师：黄　弢　高级工程师 移动电话：1308653140,电子邮件：tlshi@mail.hust.edu.cn youmhwh@mail.hust.edu.cn 办公地址：新楼B309 Tel. 新楼B317 Tel. 上讲小结 电阻式传感器 应变式 热电阻式 光敏电阻 磁敏电阻 气敏电阻 变阻器式 电感式传感器 涡流式 互感式 可变磁阻式 电容式传感器 金属应变片　半导体应变片 热电阻　热敏电阻 面积变化型 介质变化型 极距变化型 第3章 传感器原理及应用基础 半导体式传感器 光电池 光敏管 PSD光传感器 霍尔元件 数字式传感器 光栅传感器 固态图像传感器 光电开关 其他传感器 磁栅传感器 感应同步器 旋转变压器 脉冲编码器 热电偶 光纤传感器 IP传感器 压电式传感器 磁电式传感器 第3章 传感器原理及应用基础 第3章 传感器原理及应用基础 本讲内容 3.5 压电式传感器 3.6 磁电式传感器 动圈式 磁阻式 3.7 半导体传感器（磁感应式） 霍尔元件 磁阻元件 3.8 热敏传感器 双金属温度计 热电偶 热敏电阻 第3章 传感器原理及应用基础 3.5、压电式传感器 1.变换原理:压电效应 + 并联 + 串联 某些物质，如石英，受到外力作用时，不仅几何尺寸会发生变化，而且内部会被极化，表面产生电荷；当外力去掉时，又重新回到原来的状态，这种现象称为压电效应。 F + q=DF 第3章 传感器原理及应用基础 　　1880年，法国两位科学家—居里兄弟，在研究