传感器及应用第2版王煜东主编传感器第6章节

《传感器及应用第2版王煜东主编传感器第6章节》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、传感器及应用第6章●6.1温度与温标●6.2热电偶及应用●6.3电阻式温度传感器及应用●6.3PN结和集成温度传感器及应用尚辅网http://shangfuwang.com/第6章温度传感器及应用温度是国际单位制给出的基本物理量之一，它是工农业生产和科学试验中需要经常测量和控制的主要参数，也是与人们日常生活紧密相关的一个重要物理量。常用的温度传感器有：膨胀式、双金属片式、磁性式、热电偶、热电阻、热敏电阻、PN结及集成温度传感器等。要点1.温度与温标的概念，各温标间的换算2.热电偶结构、类型、分度表、冷端温度处

2、理3.热电阻常用材料、特性、接线制式4.热敏电阻类型、特性及NTC伏安特性应用5.集成温度传感器类型及特性尚辅网http://shangfuwang.com/温度是表示物体的冷热程度的物理量。温标是衡量温度的标准尺度，它分为经验温标、热力学温标和国际温标。各温标间换算关系见表6-1。6.1温度与温标温标单位开尔文T/K摄氏度t/℃华氏度θ/℉兰氏度t/°RK℃℉°R1t+273.15(θ-32)/1.8+273.15t/1.8T-273.151(θ-32)/1.8t/1.8-273.15（T-273.15）×

3、1.8+321.8×t+321t-459.671.8T(t+273.15)×1.8θ+459.671尚辅网http://shangfuwang.com/1.热电偶的原理6.2热电偶及应用6.2.1热电偶热电偶测温范围高，是工业上常用的测温元件。塞贝克效应的简单实验将二极管1S1588的引线如图示那样与铜线焊接起来并与数字万用表相连接，用手捏着引线的中部没有电压输出；若用手捏着一端接点就会测量出22µV电压；若再用手捏着另一端接点，就会测量出-22µV电压。如果同时捏着两端，输出电压则变为零。用一根铜导线和一根

4、铁导线及万用表50µA挡进行同样实验，也可得出相同的结论。实验证明，将两种不同导体A、B两端连接在一起组成闭合回路，并使两端处于不同温度环境，在回路中会产生热电动势而形成电流,这一现象称为热电效应。尚辅网http://shangfuwang.com/尚辅网http://shangfuwang.com/图6-1热电偶的原理a）热电效应b)热电偶的电路符号这样的两种不同导体的组合称为热电偶，相应的电动势和电流称为热电动势和热电流。如图6-1a所示，导体A、B称为热电极，置于被测温度（T）的一端称为工作端(热端)，

5、另一端（T0）称为参考端(冷端)。热电动势与热电偶两端的温度差成比例,即EAB（T，T0）=K（T-T0）尚辅网http://shangfuwang.com/图6-2热电偶的结构1—热电极2—绝缘套管3—保护套管4—接线盒尚辅网http://shangfuwang.com/（1）热电偶的结构热电偶的结构如图6-2所示，通常由热电极、绝缘套管、保护套管和接线盒等部分组成。（2）热电偶的种类热电偶可按热电极的材料和结构形式进行分类。①按热电偶的热电极材料分类：l977年国际电工委员会(IEC)对8种热电偶制订了国

6、际标准。它们的分度号是T（铜-康铜）、E（镍铬-康铜）、J（铁-康铜）、K（镍铬-镍硅）、N（镍铬硅-镍硅）、R（铂铑13-铂）、B（铂铑30-铂铑6）、S（铂铑10-铂）。热电偶的特性不是用公式计算，也不是用特性曲线表示，而是用分度表给出。附录B为K型热电偶的分度表。②按热电偶的结构形式分类：热电偶的结构形式又分普通型、铠装型、表面型和快速型四种。2.热电偶的结构和种类尚辅网http://shangfuwang.com/6.2.2热电偶的使用在使用热电偶测温时，必须能够熟练地运用热电偶的参考端（冷端）处理方

7、法、安装方法、测温电路、测温仪表及在表面测温时的焊接方法等实用技术。1.热电偶的参考端（冷端）温度处理式（6-2）说明，热电偶在工作时，必须保持冷端温度恒定，并且热电偶的分度表是以冷端温度为0℃做出的。然而在工程测量中冷端距离热源近，且暴露于空气中，易受被测对象温度和环境温度波动的影响，使冷端温度难以恒定而产生测量误差。为了消除这种误差，可采取下列温度补偿或修正措施。尚辅网http://shangfuwang.com/（1）参考端恒温法将热电偶的参考端放在有冰水混合的保温瓶中，可使热电偶输出的热电动势与分度值

8、一致，测量精度高，常用于实验室中。工业现场可将参考端置于盛油的容器中，利用油的热惰性使参考端保持接近室温。（2）补偿导线法采用补偿导线将热电偶延伸到温度恒定或温度波动较小处。为了节约贵重金属，热电偶电极不能做得很长，但在0～100℃范围内，可以用与热电偶电极有相同热电特性的廉价金属制作成补偿导线来延伸热电偶。在使用补偿导线时，必须根据热电偶型号选配补偿导线；补偿导线与热电偶两接点处温度必须相同，极性