传感器技术 CH06.ppt

* 五、热电偶冷端补偿方法 1、0℃恒温法 标准大气压下，冰水混合物 3、补偿电桥法 传感器技术——第六章 冷端T = 20℃ T 升高 不变 锰铜丝 铜导线 冷端补偿器 2、恒温修正法 冷端保持恒定温度T0： T0 = 50℃ * 六、应用举例 除法器 指示仪 放大器 放大器 待测金属 铜电极 铜线 康铜线 绝缘物 金属材质鉴别仪 传感器技术——第六章 * 1、“热电偶冷端温度智能补偿与检测”，《传感器技术》 参考文献： 2、“NTC热敏电阻温度传感器”，《传感器世界》 传感器技术——第六章 * §6-4 PN结型温度传感器 半导体器件的某些性能参数与温度的关系 检测原理： 温敏二极管、温敏三极管、集成温度传感器 传感器技术——第六章 * 一、温敏二极管 传感器技术——第六章 式中 而 —— 与迁移率有关的常数 —— 绝对温度 0K 时的禁带宽度，单位：eV 理想二极管 —— 正向电流 —— 饱和电流 —— 电子电荷 —— 玻尔兹曼常数 —— 绝对温度，单位：K 式中： —— 正向电压 二、温敏三极管 理想二极管 扩散电流、复合电流、表面电流 传感器技术——第六章 发射结正向电压 NPN： 式中 负温度系数 -50 0 25 50 75 100 125 150 700 600 500 400 300 200 100 0 温度℃ UF（mV） 温敏晶体管 虚地 集电极电流恒定 集电极电流完全 由扩散电流组成 三、集成温度传感器 温敏晶体管 辅助电路 优点：体积小、成本低 理想线性输出 传感器技术——第六章 * 传感器技术——第六章 忽略基极电流： 两只晶体管集电极面积相等， * 热电式传感器的温度自动控制实验 用热电式传感器（热电阻、热电偶）设计一个电热水器，当热水器内的水温低于 95℃时，控制电路给出信号使电热水器电源接通，给水加热；当热水器内的水温达到95℃时，控制电路自动切断热水器电源，停止给水加热，使其处于保温状态。 要求：系统原理及连线图。 传感器技术——第六章 * 1、比较热电阻与热敏电阻。 2、常用的热电阻材料？ 3、热电阻为什么要采用三线制或四线制 的测量方法？分别的测量原理？ 4、NTC的R-T特性及U-I特性？ 5、NTC输出特性线性化的方法？ 传感器技术——第六章 * 例1：空气流速检测 工作原理： LM335 电压输出型 集成温度传感器 大电流：T传感器 T环境 空气静止和流动： T传感器不同、U0 不同 流速越大、散热越强、 温度越低、 U0 越小 两只 LM335 处于相同环境温度下 一只通 10mA 大电流，另一只通小电流 标定：静止空气、调整电位器使 U0 = 0 传感器技术——第六章 * 例2：摄氏和华式数字温度计 AD590电流输出型集成温度传感器 ICL7106： A/D、时钟发生器、 参考电压源、BCD 七段译码、显示驱动 组成： AD590、 ICL7106、 液晶显示器 传感器技术——第六章 * 同学们好！ 热电传感器 热能 电能 测量：温度和与温度有关的参量 温度 电势 电阻 —— 热电偶 金属 半导体 热电阻 热敏电阻 —— PN结型温度传感器 Thermoelectric transducer * §6-1 热电阻 一、热电阻材料特点 （1）高温度系数、高电阻率 （2）较宽测量范围内具有稳定的物理和化学性质 （3）良好的输出特性 （4）良好工艺性 原理：金属材料的电阻随温度变化而变化 Thermo-resistance 传感器技术——第六章 * 二、常用热电阻 1、铂电阻 其中，RT、R0 ——温度为 T ℃ 和 0 ℃ 时的电阻； A、B、C 为常数： A = 3.940 × 10-2 /℃ B = -5.84 × 10-7 /℃2 C = -4.22 × 10-12 /℃4 分度表 —— R0 = 50? 和 100 ? 时的 Rt – t 关系 传感器技术——第六章 0 ~ 660℃ -190 ℃ ~ 0℃ * 2、铜电阻 国际温标IPTS-68规定：在 –259.34 ℃ ~ 630.74 ℃内， 以铂电阻作为温度基准器 优点： （1）易提纯 （2）在高温和氧化性介质中性能稳定 （3）输出近线性