传感器08.ppt

第8章 热电式传感器 接触式温度测量 优点:测温精度相对较高，直观可靠及测温仪表价格相对较低； 缺点: 影响被测对象的温度场分布 接触不良则会增加测温误差 被测介质具有腐蚀性及温度太高影响感温元件性能和寿命 热惯性大(慢，通常为几十秒到几分钟 ) 对高于l 300℃以上的温度测量较困难 使用补偿导线时注意问题： 四、 热电阻的特点 与热电偶相比有以下特点 1 输出变化大 2 热电阻测温需借助外加电源 3 热电阻体积大，反应速度慢 4 热电阻测温范围小，测区域温度 热电偶测温范围大，测点温度 5 铂电阻稳定好，非线性大，贵金属，价格高 铜电阻价廉，线性好，测温低，普通金属 6 冷端补偿 转换电路 8.3 热敏电阻 热敏电阻是利用某种半导体材料的电阻率随温度变化而变化的性质制成的。 ⑴ 温度测量 ⑵ 温度控制 ⑶ 温度补偿 ⑷ 流量测量 利用热敏电阻上的热量消耗和介质流速的关系可以测量流量、流速、风速等 1 二极管 当流过它的正向电流一定时,PN结二端的正向电压降u随着温度的升高而呈线性地变化。 伏安特性： 通常： 所以： 3 集成温度传感器 补偿导线只能用在规定的温度范围内（0~100℃）； 热电偶和补偿导线的两个接点处要保持温度相同； 不同型号的热电偶配有不同的补偿导线； 补偿导线由正、负极需分别与热电偶正、负极相连； 补偿导线的作用 其一实现了冷端迁移(远离现场.相对稳定的环境) 其二是降低了电路成本 (2) 冷端0℃恒温法 在实验室及精密测量中，通常把冷端放入0℃恒温器或装满冰水混合物的容器中，以便冷端温度保持0℃，这种方法又称冰浴法。这是一种理想的补偿方法，但工业中使用极为不便。 (3) 冷端温度修正法 采用补偿导线可使热电偶的冷端延伸到温度比较稳定的地方，但只要冷端温度t0不等于0℃，需要对热电偶回路的测量电势值eAB（t，t0）加以修正。 eAB(t,0)= eAB(t,t0)+eAB(t0，0)  例如，用镍铬-镍硅热电偶测量加热炉温度。已知冷端温度t0=30℃，测得热电势eAB（t，t0）为28mV, 求加热炉温度。 eAB（t，0）= eAB(t,t0)+eAB(t0,0)=28+1.203=29.203mV 由镍铬-镍硅热电偶分度表得t=701.5℃ 解：查镍铬-镍硅热电偶分度表得eAB（30，0）=1.203 mV 真实值 测量值 校正值 (4) 冷端温度自动补偿法（补偿电桥法） 图 补偿电桥 选择合适的铜电阻,可以使得电桥的不平衡电压正好补偿由于冷端温度T0变化波动而引起的热电势的变化量,而在T0=00C电桥平衡无补偿时。 1. 测量某一点的温度 六. 热电偶测温线路 图 热电偶典型测温线路 普通测温线路； (b) 带有补偿器的测温线路； (c) 具有温度变送器的测温线路； (d) 具有一体化温度变送器的测温线路 2. 测量两点之间的温度差 图 测两点温差线路 A T2 仪表 B T1 C D T0’ T0 B A C 回路内的总电动势为: 因为 故 3. 热电偶并联线路 图 并联测量线路 T1 R1 T0 T2 R2 T0’ T3 R3 T0’’ 仪表 A B A B A B 每只热电偶的输出为： 回路总的热电动势为: 特点： 当有一只热电偶烧断时，难以觉察出来。当然，不会中断整个测温系统的工作。 4. 热电偶串联线路 图 串联测量线路 T1 T0 T2 仪表 T3 T0 A B D D D C C C A B A B 因为 所以 T0 T0 优点：热电动势大，仪表的灵敏度大大增加，且避免了热电偶并联线路存在的缺点，可立即可以发现有断路。 缺点：只要有一支热电偶断路，整个测温系统将停止工作。 8.2 热电阻式传感器 工作原理: 热电阻效应 导体或半导体材料的电阻率ρ随温度的变化而变化物理现象 工业上,被广泛用于中低温的测量 各类温度检测方法构成的测温仪表的大体测温范围 分类： 金属热电阻传感器 热电阻传感器 半导体热电阻传感器 热敏电阻传感器 热电阻传感器 一 、热电阻材