第3章_温度传感器(修改).ppt

第3章 温度传感器 ;;;;;;;;;热力学温度定义水的三相点(固、液、汽三相并存）热力学温度标志数值为373.16，取1/373.16为一个开尔文。将计量单位K 加上所标志的数值后，就形成了完整的热力学温度表达式。 热力学温度的起点为绝对零度，所以它不可能为负值，且冰点是273.15K，沸点是373.15K。请注意水的冰点和三相点是不一样的，两者相差0.01K。;;;;;;3.2 金属热电阻传感器原理 ;常用热电阻;;W（100）越高，表示铂丝纯度越高。 国际实用温标规定，作为基准器的铂电阻，W（100）≥1.3925 目前技术水平已达到W（100）＝1.3930， 工业用铂电阻的纯度W（100）为1.387～1.390。; 铂丝的电阻值与温度之间的关系，即特性方程如下： 当温度t 在－200℃≤ t ≤0℃时： ;;铜电阻的阻值与温度之间的关系为;;铜热电阻结构示意图 ;铜电阻温度传感器 ;铂电阻温度传感器 ;防爆型铂热电阻;小型铂热电阻;薄膜??和普通型热电阻;3.3 半导体热敏电阻传感器 ;热敏电阻分类：; PTC热敏电阻－正温度系数 钛酸钡掺合稀土元素烧结而成 用途：彩电消磁，各种电器设备的过热保护，发热源的定温控制，限流元件。 CTR热敏电阻－临界温度系数 以三氧化二钒与钡、硅等氧化物，在磷、硅氧化物在弱还原气氛中混合烧结而成。在某个温度上电阻值急剧变化,具有开关特性。 用途：温度开关 ;NTC热敏电阻－很高的负电阻温度系数 主要由Mn、Co、Ni、Fe、Cu等过渡金属氧化物 混合烧结而成，改变混合物的成分和配比就可以获得测温范围、阻值及温度系数不同的NTC热敏电阻。 应用：点温、表面温度、温差、温场等测量 自动控制及电子线路的热补偿线路;;;聚脂塑料封装 热敏电阻;珠型;贴片式NTC热敏电阻;大功率PTC热敏电阻;*;;⑷ 能量灵敏度G （W） 使热敏电阻的阻值变化1％所需耗散的功率。 ⑸ 时间常数τ 温度为T0的热敏电阻突然置于温度为T 的介质中，热敏电阻的温度增量ΔT= 0.63 (T－T0) 时所需的时间。 ⑹ 额定功率PE 在标准压力（750mmHg）和规定的最高环境温度下，热敏电阻长期连续使用所允许的耗散功率，单位为W。在实际使用时，热敏电阻所消耗的功率不得超过额定功率 。;;;; （a）是热电阻传感器测量真空度的示意图。把铂丝装于与被测介质相连通的玻璃管内。铂电阻丝由较大的（一般大负荷工作状态为40～50 mA）恒定电流加热。在环境温度与玻璃管内介质的导热系数恒定的情况下，当铂电阻所产生的热量和主要经玻璃管内介质导热而散失的热量相平衡时，铂丝就有一定的平衡温度，相对应的就有一定的电阻值。当被测介质的真空度升高时，玻璃管内的气体变得更稀薄，即气体分子间碰撞进行热量传递的能力降低（热导率变小），铂丝的平衡温度及其电阻值随即增大，其大小反映了被测介质真空度的高低。 ;（b）所示的流通式玻璃管内装铂丝的装置，可对管内气体介质成分比例变化进行检测，或对管内热风流速变化进行测量，因为两者的变化均可引起管内气体导热系数的变化，而使铂丝电阻值发生变化。但是，必须使其它非被测量保持不变，以减少误差。 ;;（1）温度测量;⑵ 温度控制;由VR设定动作温度。其工作原理如下：当要控制的温度比实际温度高时，VT1的be之间电压大于导通电压， VT1导通，相继VT2也导通，继电器吸合，电热丝加热。当实际温度达到要求控制的温度时，由于R t（NTC型）的阻值降低，使VT1的be电压过低 ( 0.6V) , VT1截止，相继VT2截止，继电器断开，电热丝断电而停止加热。这样便达到控制温度的目的。;⑶ 温度补偿;（4）过热保护;其他应用场合;若干具体传感器介绍集成温度传感器（电流型） ;集成温度传感器（电压型） ;数字式温度传感器 ;PTC热敏电阻温度传感器 ;NTC热敏电阻温度传感器 ;功率型NTC热敏电阻温度传感器 ;;热敏电阻用于热水器的温度控制;热敏电阻体温计;3.4 热电偶;1 热电偶测温原理;;接触电势;温差电势;热电偶回路的总热电势 ;EAB(T,T0)= EAB(T)- EAB(T0) 当T0=常数时， EAB(T,T0)=f(T)+C 国家标准规定，T0=0℃，这样，热电动势与热端温度成一一对应关系。 对于标准化的热电偶，可以把热电动势与温度间的关系制成表格，以便查阅，此表格称为分度表。;;;;;例3.1 用（S型）热电偶测量某一温度，若参比端温度T0=30℃，测得的热电势E(T,Tn)=7.5mV，求测量端实际温度T