传感器原理与检测技术 教学课件 童敏明 第6章：热电阻传感器 第9章：霍尔传感器.ppt

在线教务辅导网： 教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网 QQ:349134187 或者直接输入下面地址： 7.1 热电阻式传感器 7.2 霍尔传感器 第七章 其它常用传感器 学 习 要 求 1、学习和了解热电阻传感器和霍尔传感器的工作原理； 2、掌握热电阻传感器和霍尔传感器的主要参数和特点； 3、了解热电阻传感器和霍尔传感器的应用范围。 第一节 热电阻式传感器 ---利于导电物体的电阻率随温度变化的温度电阻效应。 主要用于温度以及与温度有关的参量的测量。 取一只 100W/220V 灯泡，用万用表测量其电阻值，可以发现其冷态阻值只有几十欧姆，而计算得到的额定热态电阻值应为484? 。 第一节 热电阻式传感器 按照热电阻的性质可分为两大类： 金属热电阻 半导体热电阻 －－简称“热电阻” －－简称“热敏电阻” 易提纯、复现性好的金属材料才可用于制作热电阻 1.1 热电阻 1. 铂热电阻 －－国际上公认的高精度测温标准传感器。 铂电阻是用很细的铂丝绕在云母支架上制成。 在0～630.74℃范围内，铂电阻与温度的关系可以精确 表示为： Rt=R0(1+At+Bt2+Ct3) 式中 A＝3.96847×103 B＝-5.847×10-7 C＝-4.22×10-12 2. 铜热电阻 适用于测量精度要求不高，温度范围在－50～150℃的场合。 ★ 铜热电阻的优点是： 1.价格便宜 2.铜的电阻与温度几乎是线性关系，即Rt=R0(1+?t) 3.电阻温度系数较大，?＝（4.25～4.28) ×10-3?/℃ ★ 铜热电阻的缺点是： 1.电阻率较小，体积较大 2.易氧化，使用环境要求高 3.测量温度范围小 3. 其它热电阻 随着科学技术的发展，对低温和超低温的测量提出了迫切要求。 1) 铟电阻－－高精度低温电阻 铟的熔点为150℃，在4.2～15K温域内的灵敏度比铂电阻高10倍。 缺点是材料软，复制性很差。 2) 锰电阻 特点是在63～2K低温范围内，电阻随温度变化很大，灵敏度高。 缺点是脆性大，难以控制成丝。 薄膜型及普通型铂热电阻 小型铂热电阻 防爆型铂热电阻 汽车用水温传感器及水温表 铜热电阻 学习查“铂热电阻分度表” 附录 铂热电阻分度表 铂电阻温度显示、变送器 1.2 半导体热敏电阻 由金属氧化物（如锰、镍、铜和铁的氧化物）粉料按一定配方 挤压成型，经过1000～1500℃高温烧结而成。 热敏电阻的优点是温度系数大、体积小、热惯性小。 热敏电阻是非线性电阻。主要表现在电阻值与温度间呈指数 关系；电流随电压的变化不服从欧姆定律。 热敏电阻的外形、结构及符号 a）圆片型热敏电阻 b）柱型热敏电阻 c）珠型热敏电阻 d）铠装型 e）厚膜型 f）图形符号 1—热敏电阻 2—玻璃外壳 3—引出线 4—紫铜外壳 5—传热安装孔 1.3 半导体热敏电阻的特性 按半导体电阻随温度变化的特性分为三种类型： 1、负电阻温度系数热敏电阻 Negative Temperature Coefficient 2、正电阻温度系数热敏电阻 Positive Temperature Coefficient 3、临界温度热敏电阻 Critical Temperature Resistor R t 0 R t 0 NTC R t 0 PTC CTR 热敏电阻外形 MF12型 NTC热敏电阻 聚脂塑料封装热敏电阻 其他形式的热敏电阻 玻璃封装 NTC热敏电阻 MF58 型热敏电阻 其他形式的热敏电阻 带安装孔的热敏电阻 大功率PTC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）高精度负温度系数热敏电阻 MF5A-3型热敏电阻 热敏电阻温度面板表 热敏电阻 LCD 热敏电阻体温表 热敏电阻用于CPU的温度测量 热敏电阻用于电热水器的温度控制 B I I 第二节 霍尔传感器 ---是基于半导体材料的霍尔效应原理制成的敏感元件。 1.1 霍尔效应 fL fE UH 将一块通以电流I的导体薄片置于 磁感应强度为B的磁场中，则 在垂直于电流和磁场的薄片 两端产生一个正比于电流和 磁感应强度的电势。 fL—洛伦之力 fE---电势UH产生的电场力 霍尔电势UH＝KHIB KH是灵敏度系数