自动检测技术及应用第2版梁森22检测课件第二章节，第24节2013319章节.ppt

机电类《自动检测技术》第二章第2~4节多媒体课件统一书号：ISBN 978-7-111-40710-2课程配套网站或 2013年1月版 第二章，第2~4节 目录 第二节 测温热电阻传感器 第三节 气敏电阻传感器 第四节 湿敏电阻传感器 第二节 测温热电阻传感器 本节介绍金属热电阻、热敏电阻、湿敏电阻传感器的原理、结构、分类、测量转换电路及应用等，介绍了三线制测量电路。 测温热电阻传感器的分类 一、金属热电阻的正温度系数 温度升高，金属内部原子晶格的振动加剧，从而使金属内部的自由电子通过金属导体时的阻碍增大，宏观上表现出电阻率变大，电阻值增加，称其为正温度系数，即电阻值与温度的变化趋势相同。 金属丝电阻随温度增高而变大的演示 超导现象 1911年，荷兰物理学家昂内斯（Kamerlingh Onnes）在用液氦将汞的温度降到4.2K时， 易提纯、复现性好的金属材料才可用于制作热电阻 金属热电阻材料的主要技术性能 热电阻的阻值Rt与温度t的关系表达式 R t =R0(1+At+Bt 2+Ct 3+Dt 4) 装配式铂热电阻 薄膜式铂热电阻 薄膜式铂热电阻工艺过程示意图 小型铂热电阻 防爆式铂热电阻 铠装式铂热电阻 1－接线盒 2－引出线密封管 3－法兰盘 4－柔性外套管（可达百米） 5－测温端部 端面式热电阻及其在测温端面的安装 能更快速地反映被测端面的实际温度。 汽车用水温传感器及水温表 学习查“铂热电阻分度表” 如何判断铂热电阻是否线性 铂电阻温度显示、变送器 可设定温度的温度控制箱 旋转式机械 设定开关 金属热电阻的测量转换电路 方案一：二线制电桥测量电路 方案二：四线制恒流测量电路 恒流源Ii的恒定激励电流流过Rt，在R t上产生降压Uo=Ii R t。输出电压Uo的变化量ΔUo与被测温度变化引起的电阻变化量ΔR成正比。 方案三：三线制电桥测量电路 1－连接电缆 2－屏蔽层 3－恒流源 4－法兰盘安装孔 RP1－调零电位器 RP2－调满度电位器 三线制电桥特点 采用三线制单臂电桥可以消除和减小引线电阻的影响。热电阻R t用三根导线①、②、③引至测温电桥。 放大器4个主要电阻阻值的确定 若希望t＝100℃时，放大器的输出电压Uo2＝1.00V,则K=10.82倍。Rf的取值不能太小，一般应大于10kΩ。若考虑到非理想运放的输入失调电流和失调电压以及输入偏置电流均不为零，所以Rf不应超过1MΩ。 为了增大桥路的负载电阻,可以取R11=R12为整数值100kΩ,则R13=Rf的理论值约为1082k?,取标称值1MΩ。 利用热丝（铂热电阻）测量气体流速（流量） 内置铂金热丝 利用热丝测量气体流速（流量） 内置铂金丝 被加热到200℃ 二、热敏电阻传感器（简称热敏电阻） 热敏电阻分类：负温度系数 （NTC，Negative Temperature Coefficient ）、 正温度系数 （PTC，Positive Temperature Coefficient ）之分。 NTC又可分为两大类： 第一类的电阻值与温度之间呈严格的负指数关系，因此可用于测量温度： NTC热敏电阻的材料与特性 以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料, 采用陶瓷工艺制造而成。在低温时,这些氧化物材料的载流子(电子和空穴)数目少,所以其电阻值较高。随着温度的升高,载流子数目增加,所以电阻值降低。电阻率和温度系数随材料成分比例、烧结温度和结构状态不同而变化。 热敏电阻的外形、结构及符号 PTC热敏电阻 在钛酸钡里掺杂其它的多晶陶瓷材料,压制成圆片等形状, 烧结而成PTC热敏电阻，属于临界温度型(CTR)。当温度上升到某临界点时,其电阻值突然上升,可用于电路的限流、过载保护。大功率PTC还可用作暖风机中的加热元件。 下图所示的四根曲线分别为哪一种热敏电阻？ 例：热敏电阻的特性曲线如下图曲线2， R0＝1MΩ, t0＝25℃,B=4000,求:100 ℃时的电阻值 解：T=273+100=373K（开氏） 热敏电阻外形 MF12型 NTC热敏电阻 其他形式的热敏电阻 玻璃封装 NTC热敏电阻 其他形式的热敏电阻 其他形式的热敏电阻（续） 贴片式NTC热敏电阻 其他形式的热敏电阻（续） MF58型（珠形）高准确度负温度系数热敏电阻 各种非标热敏电阻 非标热敏电阻（续） 非标热敏电阻（续） 热敏电阻式温度面板表 热敏电阻 热敏电阻电子体温表 热敏电阻电子体温表的调试、标定方法 调试时，应该先调哪