《热电式传感器 》ppt课件

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1、第7章热电式传感器第7章热电式传感器主要内容：7.1热电阻7.2半导体集成温度传感器7.3热电偶第7章热电式传感器我国目前实行的是1990年国际温标(ITS—90）定义国际开尔文温度单位（K）开尔文国际摄氏温度单位(℃）摄氏两者关系为：t(℃)=T(K)–273.15温度单位：热力学温度是国际上公认的基本单位第7章热电式传感器温度是诸多物理现象中具有代表性的物理量，现代生活中准确的温度是不可缺少的信息内容，如家用电器有：电饭煲、电冰箱、空调、微波炉这些家用电器中都少不了温度传感器。概述第7章热电式传感器概述根据所用测温物质的不同和测温范围不同，有煤油温度计、酒精温度计、水银温度计、气

2、体温度计、电阻温度计、温差温度计、辐射温度计、光测温度计等等。第7章热电式传感器温度传感器的种类很多，如果按原理可分为：1.热胀冷缩原理：水银温度计2.电气参数的变化：热电偶、热电阻温度计3.物体表面热辐射与温度的关系：辐射温度计，比色温度计工业上使用的温度传感器，性能价格差别比较大。如传感器的精度直接关系到产品质量和控制过程，通常价格比较贵。概述第7章热电式传感器概述各种温度传感器第7章热电式传感器温度传感器按工作原理主要有以下几类：热电偶:利用金属温差电动势，有耐高温、精度高的特点；金属热电阻:利用导体随温度变化，线性好；热敏电阻:利用半导体材料随温度变化测温，体积小、灵敏度高、

3、稳定性差；集成温度传感器:利用晶体管PN结电流、电压随温度变化，有专用集成电路，体积小、响应快、价廉，测量150℃以下温度。概述第7章热电式传感器热电阻传感器主要有两大类：金属热电阻半导体热敏电阻广泛用于测量-200～+850℃，少数可测1000℃。7.1热电阻贴片式薄膜式大功率1.原理：温度→电阻变化测温机理：在金属导体两端加电压后，自由电子形成有规律的定向运动，使导体导电。当温度升高时由于自由电子获得较多的能量，能从定向运动中挣脱出来，从而定向运动被削弱，导电率降低，电阻率增大。要求：在热电阻传感器中，选用大，温度系数大的金属材料，同时要求其物理化学性能稳定，可加工性好.材料：典

4、型如铂、铜、镍。第7章热电式传感器7.1热电阻7.1.1金属热电阻2.结构：由一定材料的电阻丝绕制而成，为了避免通过交流电时产生感抗，或有交变磁场时产生感应电动势，在绕制时采用双线无感绕制法，由于通过两股导线的电流方向相反，从而使其产生的磁通相互抵消。第7章热电式传感器7.1热电阻7.1.1金属热电阻3.温度特性铂电阻：铂电阻阻值与温度的关系成近似直线，在-259.34--630.74度范围内可作温度标准仪器。特性关系：-200～O℃+0～850℃式中：为温度和时的电阻值。温度时，的公称值是。纯度越高，电阻值越准；工业用的Ro一般为50或100百度电阻比：铂电阻的性质与铂的纯度有关阻

5、值：标准的Ro一般为10或30第7章热电式传感器7.1热电阻7.1.1金属热电阻分度表！铂测温电阻元件的电阻的温度特性第7章热电式传感器7.1热电阻7.1.1金属热电阻第7章热电式传感器7.1热电阻7.1.1金属热电阻铜电阻：铜温度系数大于铂，电阻率较低，价格便宜，易于加工，提纯；但易氧化，不适用于高温，体积大。应用范围-50---+150摄氏度特性关系：纯度：W（100）≥1.425阻值：50欧,100欧第7章热电式传感器7.1热电阻7.1.1金属热电阻4.技术指标使用范围：可测量温度范围电阻值：标准零摄氏度时的电阻值R0纯度允许误差（误差限）；测量电流：在此电流内产生的温升不影响

6、测量精度热惰性（时间常数）：1~10~180S分度表：对应不同阻值，有国家标准。5.测量电路2线单臂电桥：R1为热电阻；R2，R3，R4为锰铜电阻，其温度系数极小，可认其为固定电阻；单臂上的引线电阻计入测量结果。3线双臂电桥：使引线电阻分布在相邻的两个桥臂上从而使它们因温度产生的变化相互抵消。3线平衡电桥：加入调节，G为指零仪表；平衡法中电流电压的变化不影响结果。4线制恒流源法:2根电流引线引入恒定电流,2根电位引线消除引线及接触电阻的影响.4线制电位差计：2根电流引线，2根电位引线。电位差计法不汲取电流，消除了引线、连接导线的电阻影响。第7章热电式传感器7.1热电阻7.1.1金属热

7、电阻测量电路近年来，几乎所有的家用电器产品都装有微处理器，温度控制完全智能化，这些温度传感器几乎都使用热敏电阻。热敏电阻用半导体材料氧化复合烧结而成主要材料有：Mn、Co、Ni、Cu、Fe氧化物，热敏电阻符号第7章热电式传感器7.1热电阻7.1.2热敏电阻1.测温材料：对温度非常敏感的热敏电阻，所用材料一般为陶瓷半导体，其导电性取决于电子—空穴的浓度。第7章热电式传感器7.1热电阻7.1.2热敏电阻NTC测温机理：在低温下电子—空穴的浓度很低，故电阻率很大