2010常用传感器及其应用资料课件.ppt

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1、常用传感器及其应用主讲：林凡2010-07传感器简介压力磁位置温度气体光声音湿度传感器转换电压电流传感器定义传感器是指能感受并响应被测物理量，并按照一定的规律将其转换成为可供测量的输出信号的器件或装置。传感器的组成，并无严格的规定。一般说来，可以把传感器看作由敏感元件(热敏元件、磁敏元件、光敏元件等)和变换元件两部分组成。电量敏感元件变换元件非电量传感器敏感元件指能直接感受或响应被测量的部分;转换元件指将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分。传感器的输出信号一般都很微弱,需要有信号调整与转换电路对其进行放大、运算等。有的调

2、整与转换电路与敏感元件集成在同一芯片上。此外，传感器工作必须有辅助的电源。传感器的分类传感器技术是一门知识密集型技术,它与许多学科有关。其种类繁多,有多种分类方法。一、按检测功能分类：温度、光敏、压力、磁敏、声音、湿度、气体等传感器二、按工作原理分类：压电式、光电式、吸附式、压阻式、热点式等传感器三、按制造材料分类：金属、聚合物、半导体、陶瓷、混合物等传感器；四、按制造工艺分类：集成、薄膜、厚膜等传感器。传感器的选用传感器的种类繁多,相同的物理量可用不同工作原理的传感器，使用时一般考虑如下：一、被测量类型测量目的、测量范围、测量精度、测量时间等

3、二、工作环境环境温度、环境噪声、传递距离等三、传感器性能成本、线性度、稳定性、响应时间、输出方式等一、温度传感器温度传感器接触式非接触式热电阻热敏电阻:NTC,PTC,CTR:-200~300oC热电偶辐射式温度计量子温敏传感器铜热电阻-50~200oC铂热电阻-180~600oC镍热电阻-50~100oCK型：0~1000oCR型：200~1400oCJ型：0~600oCE型：-200~700oC半导体温度传感器：-100~220oC集成温度传感器：-55~150oC1、热敏电阻半导体热敏电阻按半导体电阻随温度变化的典型特性分为三种类型:负温

4、度系数热敏电阻（NTC）正温度系数热敏电阻（PTC）临界温度系数热敏电阻（CTR）:在某一特性温度下电阻值会发生突变的。CTR主要用作温度开关，在温度测量中,则主要采用NTC。三种类型热敏电阻的典型特性Rt、R0——分别为TK和T0K时的热敏电阻值；B——热敏电阻的材料常数,其值主要取决于热敏电阻的材料。一般情况下,B=2000～6000K,可通过查阅产品资料获得，在高温下使用时,B值将增大；T——被测温度（K）。NTC热敏电阻的电阻值与温度的关系为：热敏电阻特性曲线及参数热敏电阻的常见外型及符号MF58-103-36热敏电阻基本应用电路基本

5、测温电路温差测量电路NTC热敏电阻和555构成双限温度控制器NTCMF58-103-36555芯片资料通常采用的热电阻有铂、铜和镍。由于铂具有很好的稳定性和测量精度,故人们主要把它用于高精度的温度测量和标准测温装置。多数热电阻随温度而变化的关系可由下式表示：Rt=R0［1+α(t-t0)］Rt,R0——分别为热电阻在t℃和t0℃时的电阻值；α——热电阻的电阻温度系数（1／℃）；t——被测温度（℃）。2、热电阻(RTD)常用的铂电阻有Pt50、Pt100、Pt300、Pt1000等，下标表示铂电阻在0℃时的阻值。铂电阻铂电阻与温度的关系在0

6、～630.74℃以内为Rt=R0(1+At+Bt2)-190～0℃以内为Rt=R0［1+At+Bt2+C(t-100)t3］Rt——温度为t℃时的电阻值；R0——温度为0℃时的电阻值；t——任意温度值；A,B,C——分度系数，手册查找。(如，Pt1000分度常数：A＝0.0038623139728,B＝-0.00000065314932626)铂电阻测温电路3、热电偶两种不同的金属A与B形成闭合回路，当两个接点温度不同时回路将产生电势，该电势的方向和大小取决于两导体的材料及两接点之间的温度差，而与导体的粗细、长短无关。这

7、种现象称为热电效应，组成的测量传感器称为热电偶。工作端或热端（T），测量时将它置于被测温度场中；自由端或冷端（T0）,一般要求恒定在某一温度。铠装虽说许多金属相互结合都会产生热电效应,但是能做成适于测温的实用热电偶者为数不多。目前常用的热电偶有铂－铂铑、镍铬－镍硅、镍铬－康铜等。按测温范围又分为K、E、J、T、B、R、S等型。热电偶能直接进行温度-电势转换,而且体积小、测温范围广。热电偶的结构除普通型外,还有具有保护外套的所谓铠装(也有叫缆式)热电偶、薄膜热电偶等。热电偶类型K、J、E、T型相对冷端（0℃）的温差电势K型热电偶电路举例4、集

8、成温度传感器AD590AD590(I、J、K、L、M)有如下特点：①线性电流输出：Io/T=1μA／K②工作温度范围：-55～155℃③两端器