《熱電式傳感器 》ppt課件

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1、第7章熱電式傳感器第7章熱電式傳感器主要內(nèi)容：7.1熱電阻7.2半導(dǎo)體集成溫度傳感器7.3熱電偶第7章熱電式傳感器我國(guó)目前實(shí)行的是1990年國(guó)際溫標(biāo)(ITS—90）定義國(guó)際開(kāi)爾文溫度單位（K）開(kāi)爾文國(guó)際攝氏溫度單位(℃）攝氏兩者關(guān)系為：t(℃)=T(K)–273.15溫度單位：熱力學(xué)溫度是國(guó)際上公認(rèn)的基本單位第7章熱電式傳感器溫度是諸多物理現(xiàn)象中具有代表性的物理量，現(xiàn)代生活中準(zhǔn)確的溫度是不可缺少的信息內(nèi)容，如家用電器有：電飯煲、電冰箱、空調(diào)、微波爐這些家用電器中都少不了溫度傳感器。概述第7章熱電式傳感器概述根據(jù)所用測(cè)溫物質(zhì)的不同和測(cè)溫范圍不同，有煤油溫度計(jì)、酒精溫度計(jì)、水銀溫度計(jì)、氣

2、體溫度計(jì)、電阻溫度計(jì)、溫差溫度計(jì)、輻射溫度計(jì)、光測(cè)溫度計(jì)等等。第7章熱電式傳感器溫度傳感器的種類(lèi)很多，如果按原理可分為：1.熱脹冷縮原理：水銀溫度計(jì)2.電氣參數(shù)的變化：熱電偶、熱電阻溫度計(jì)3.物體表面熱輻射與溫度的關(guān)系：輻射溫度計(jì)，比色溫度計(jì)工業(yè)上使用的溫度傳感器，性能價(jià)格差別比較大。如傳感器的精度直接關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量和控制過(guò)程，通常價(jià)格比較貴。概述第7章熱電式傳感器概述各種溫度傳感器第7章熱電式傳感器溫度傳感器按工作原理主要有以下幾類(lèi)：熱電偶:利用金屬溫差電動(dòng)勢(shì)，有耐高溫、精度高的特點(diǎn)；金屬熱電阻:利用導(dǎo)體隨溫度變化，線性好；熱敏電阻:利用半導(dǎo)體材料隨溫度變化測(cè)溫，體積小、靈敏度高、

3、穩(wěn)定性差；集成溫度傳感器:利用晶體管PN結(jié)電流、電壓隨溫度變化，有專(zhuān)用集成電路，體積小、響應(yīng)快、價(jià)廉，測(cè)量150℃以下溫度。概述第7章熱電式傳感器熱電阻傳感器主要有兩大類(lèi)：金屬熱電阻半導(dǎo)體熱敏電阻廣泛用于測(cè)量-200～+850℃，少數(shù)可測(cè)1000℃。7.1熱電阻貼片式薄膜式大功率1.原理：溫度→電阻變化測(cè)溫機(jī)理：在金屬導(dǎo)體兩端加電壓后，自由電子形成有規(guī)律的定向運(yùn)動(dòng)，使導(dǎo)體導(dǎo)電。當(dāng)溫度升高時(shí)由于自由電子獲得較多的能量，能從定向運(yùn)動(dòng)中掙脫出來(lái)，從而定向運(yùn)動(dòng)被削弱，導(dǎo)電率降低，電阻率增大。要求：在熱電阻傳感器中，選用大，溫度系數(shù)大的金屬材料，同時(shí)要求其物理化學(xué)性能穩(wěn)定，可加工性好.材料：典

4、型如鉑、銅、鎳。第7章熱電式傳感器7.1熱電阻7.1.1金屬熱電阻2.結(jié)構(gòu)：由一定材料的電阻絲繞制而成，為了避免通過(guò)交流電時(shí)產(chǎn)生感抗，或有交變磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，在繞制時(shí)采用雙線無(wú)感繞制法，由于通過(guò)兩股導(dǎo)線的電流方向相反，從而使其產(chǎn)生的磁通相互抵消。第7章熱電式傳感器7.1熱電阻7.1.1金屬熱電阻3.溫度特性鉑電阻：鉑電阻阻值與溫度的關(guān)系成近似直線，在-259.34--630.74度范圍內(nèi)可作溫度標(biāo)準(zhǔn)儀器。特性關(guān)系：-200～O℃+0～850℃式中：為溫度和時(shí)的電阻值。溫度時(shí)，的公稱(chēng)值是。純度越高，電阻值越準(zhǔn)；工業(yè)用的Ro一般為50或100百度電阻比：鉑電阻的性質(zhì)與鉑的純度有關(guān)阻

5、值：標(biāo)準(zhǔn)的Ro一般為10或30第7章熱電式傳感器7.1熱電阻7.1.1金屬熱電阻分度表！鉑測(cè)溫電阻元件的電阻的溫度特性第7章熱電式傳感器7.1熱電阻7.1.1金屬熱電阻第7章熱電式傳感器7.1熱電阻7.1.1金屬熱電阻銅電阻：銅溫度系數(shù)大于鉑，電阻率較低，價(jià)格便宜，易于加工，提純；但易氧化，不適用于高溫，體積大。應(yīng)用范圍-50---+150攝氏度特性關(guān)系：純度：W（100）≥1.425阻值：50歐,100歐第7章熱電式傳感器7.1熱電阻7.1.1金屬熱電阻4.技術(shù)指標(biāo)使用范圍：可測(cè)量溫度范圍電阻值：標(biāo)準(zhǔn)零攝氏度時(shí)的電阻值R0純度允許誤差（誤差限）；測(cè)量電流：在此電流內(nèi)產(chǎn)生的溫升不影響

6、測(cè)量精度熱惰性（時(shí)間常數(shù)）：1~10~180S分度表：對(duì)應(yīng)不同阻值，有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。5.測(cè)量電路2線單臂電橋：R1為熱電阻；R2，R3，R4為錳銅電阻，其溫度系數(shù)極小，可認(rèn)其為固定電阻；單臂上的引線電阻計(jì)入測(cè)量結(jié)果。3線雙臂電橋：使引線電阻分布在相鄰的兩個(gè)橋臂上從而使它們因溫度產(chǎn)生的變化相互抵消。3線平衡電橋：加入調(diào)節(jié)，G為指零儀表；平衡法中電流電壓的變化不影響結(jié)果。4線制恒流源法:2根電流引線引入恒定電流,2根電位引線消除引線及接觸電阻的影響.4線制電位差計(jì)：2根電流引線，2根電位引線。電位差計(jì)法不汲取電流，消除了引線、連接導(dǎo)線的電阻影響。第7章熱電式傳感器7.1熱電阻7.1.1金屬熱

7、電阻測(cè)量電路近年來(lái)，幾乎所有的家用電器產(chǎn)品都裝有微處理器，溫度控制完全智能化，這些溫度傳感器幾乎都使用熱敏電阻。熱敏電阻用半導(dǎo)體材料氧化復(fù)合燒結(jié)而成主要材料有：Mn、Co、Ni、Cu、Fe氧化物，熱敏電阻符號(hào)第7章熱電式傳感器7.1熱電阻7.1.2熱敏電阻1.測(cè)溫材料：對(duì)溫度非常敏感的熱敏電阻，所用材料一般為陶瓷半導(dǎo)體，其導(dǎo)電性取決于電子—空穴的濃度。第7章熱電式傳感器7.1熱電阻7.1.2熱敏電阻NTC測(cè)溫機(jī)理：在低溫下電子—空穴的濃度很低，故電阻率很大