《温敏传感器》PPT课件

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1、第二章温敏传感器第二章温敏传感器第二章温敏传感器第2章温敏传感器内容：一、热电偶二、热电阻传感器目的：1、了解温敏传感器的工作原理；2、掌握温敏传感器的测量原理和方法。基本概念温敏传感器是将温度变化转换为电量变化的装置。利用敏感元件的电磁参数随温度变化而变化的特征达到测量目的。热电偶传感器：热电阻传感器：热电阻：金属热电阻式传感器热敏电阻：半导体热电阻式传感器温度变化热电势变化温度变化电阻变化什么是温敏传感器？温敏传感器在工业生产、科学研究、民用生活等许多领域得到广泛应用。第2章温敏传感器第一节、热电偶温度传感器热电偶温度传器通过连接导

2、线与显示仪表相连接组成测温系统。第一节、热电偶温度传感器热电偶温度传器是利用导体的“热电效应”制作的仪器，其敏感元件是热电偶。热电偶由两根不同的导体或半导体一端焊接或绞接而成。热电偶结构示意图热电极热端冷端TABT0T0第一节、热电偶温度传感器一、热电偶测温原理把两种不同的导体或半导体两端相接组成闭合回路，当两接点分别置于T和T0(设T>T0)两不同温度时，则在回路中就会产生热电势，形成回路电流。这种现象称塞贝克效应，即热电效应。T0TABIT＞T0第一节、热电偶温度传感器一、热电偶测温原理（一）热电势的产生热电偶回路产生的热电势由接触

3、电势温差电势第一节热电偶温度传感器一、热电偶测温原理（一）热电势的产生：1、接触电势BANBNA设NA＞NBABESEAB（T）接触电势大小：与接点处温度高低和导体电子密度有关。温度越高，接触电势越大；两种导体电子密度的比值越大，接触电势也越大。（自由电子密度）第一节热电偶温度传感器一、热电偶测温原理（一）热电势的产生2、温差电势AEA温差电势大小：若导体为均质导体，即热电极材料均匀，其电子密度只与温度有关，与其长度和粗细无关。那么在同样温度下电子密度相同，则EA(T，T0)的大小与中间温度分布无关，只与导体材料和两端温度有关。EA（T

4、,T0）TT0第一节热电偶温度传感器一、热电偶测温原理3、热电偶回路总电势（一）热电势的产生由上式可知，在热电极材料一定时，EAB(T，T0)成为两端温度的函数，即：EAB(T，T0)=f(T)-f(T0)如果冷端温度T0保持恒定，则总电势成为热端温度T的单值函数，即：EAB(T，T0)=f(T)＋C＝(T)实际应用中，只用显示仪表测得E，即可知热端温度T。结论①由一种均质材料(导体或半导体)两端焊接组成闭合回路，无论导体截面如何以及温度如何分布，将不产生接触电势，温差电势相抵消，回路中总电势为零。②如果热电偶两端点温度相同，尽管由两

5、种材料焊接组成闭合回路，同样回路中总电势为零。③热电偶回路热电势的大小只与材料和端点温度有关，与热电偶的尺寸形状无关。思考：如何分析上述结论？实际测量中：保持冷端温度T0不变，对于确定材料的热电偶，E-T之间呈单值关系，可以用精密实验法测得，测得E，即可知道热端温度T。热电偶的热电势与温度对应关系通常使用热电偶分度表来查询，分度表的编制是在冷端温度为0oC时进行的，根据不同的热电偶类型，分别制成表格形式。利用分度表可以查出E(T,0)，即冷端温度为0oC时，热端温度为T时回路热电势。热电偶测温原理（二）热电偶的基本定律1、中间温度定律★

6、★（P174）：制定分度表的理论依据热电偶回路两接点(温度为T、T0)间热电势，等于热电偶在温度为T、Tn时的热电势与在温度为Tn、T0时的热电势的代数和。即：EAB(T，T0)=EAB(T，Tn)+EAB(Tn，T0)热电偶分度表按冷端温度为0C时分度，若冷端温度不为0℃，则可视实际冷端温度T0为中间温度Tn，则满足：EAB(T，0)=EAB(T，T0)+EAB(T0，0)已知由分度表可查热电偶测温原理（二）热电偶的基本定律2、中间导体定律在热电偶回路中接入中间导体（第三导体C），只要中间导体两端温度相同，中间导体的引入对热电偶回路

7、总电势没有影响，这就是中间导体定律。结论：可以在回路中接入电气测量仪表，而且也允许采用任意的方法来焊接热电偶。热电偶温度传感器二、热电偶的种类与结构（一）热电偶的种类1、标准热电偶2、非标准化热电偶经国际电工委员会(IEC)认证的性能较好的热电偶为标准热电偶否则为非标准热电偶热电偶温度传感器二、热电偶的种类与结构（一）热电偶的种类1、标准热电偶目前，经国际电工委员会(IEC)认证的性能较好的标准热电偶有8种，分别是：名称分度号名称分度号铂铑30--铂铑6B镍铬硅--镍硅N铂铑13--铂R镍铬--铜镍(康铜)E铂铑10--铂S铁--铜镍(

8、康铜)J镍铬--镍硅K铜--铜镍(康铜)T热电偶温度传感器二、热电偶的种类与结构（一）热电偶的种类2、非标准化热电偶末经国际电工委员会(IEC)认证的热电偶为非标准热电偶包括：铂铑系、铱铑系、钨铼系及金铁热