温度传感器的应用.ppt

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1、温度传感器的应用温度传感器的类型TemplateforMicrosoftPowerPoint温度传感器的测温范围用比较法测量各种量（如电阻、电容、电感等）的仪器。最简单的是由四个支路组成的电路。各支路称为电桥的“臂”。如图电路中有一电阻为未知（Ｒ2），一对角线中接入直流电源Ｕ，另一对角线接入检流计Ｇ。可以通过调节各已知电阻的值使Ｇ中无电流通过，则电桥平衡，未知电阻Ｒ2＝Ｒ1·Ｒ４/Ｒ3。图2中，非平衡电桥的BD两端接负载电阻为Ro的电压表。该电桥不需要调平衡，只要测量输出电压Uo或电流Io，就可得到

2、Rx值。当负载电阻Ro→∞（即电桥输出处于开路状态）时，Io=0，电桥输出端接数字电压表或高输入阻抗放大器时属这种情况。电桥电桥R0较大时，I0趋向于零因Io=0，故I1=I4，I2=I3，根据分压原理，输出电压Uo为：即设室温t=t0时，Rx=Rx0，当温度t=t0+Dt时，Rx=Rx0+DRx，由（4-22-3）式求得电压Uo为：测温原理由于温度变化而引起的温度传感器的阻值变化较小，通常采用电桥构成放大器。当温度传感器的阻值发生变化时，电桥的两臂出现不平衡。这使得电桥输出一个毫幅级的电压而供中间

3、级放大器放大，再经后续电路测量。电桥输出电压的值可以通过下式求得：热电阻传感器热电阻：电阻值随温度变化的温度检测元件。金属热电阻的阻值与温度的关系：RT=R0[1+a(T-T0)+b(T-T0)2...]式中，Rt为温度t时的阻值；Rt0为温度t0（通常t0=0℃）时对应电阻值；α为温度系数。半导体热电阻的阻值与温度的关系：RT=AeB/t式中Rt为温度为t时的阻值；A、B取决于半导体材料的结构的常数。采用热电阻构成的测温仪器有电桥、直流电位差计、电子式自动平衡计量仪器、动圈比率式计量仪器、动圈式计

4、量仪器、数字温度计等用热电阻进行温度测量时的接法有四线式接法、三线式接法、二线式接法热电阻传感器的四线式接法为了消除热电阻测量电路中电阻体内导线以及连线引起的误差，在右图所示的电桥及直流电位差计或数字电压表中，热电阻体采用４线连接方式，这样，可用于对标准电阻温度计进行校正，并能对温度进行高精度的测量。如图所示为热电阻传感器构成的电桥测温计。图中，Ｒｘ为热电阻体构成的电阻元件，Ｇ为检流计或微电流检测器，Ｒ为固定电阻，R１～Ｒ４为平衡调节电阻，S为切换开关,L1、L2为热电阻体内导线。检流计上部的电压:

5、VGU=[RX/(RX+R)]U下部的电压：VGD=[R4/(R3+R4)]U检流计的电压：VG=VGU-VGD={(RXR3-R4R)/[(R3+R4)(R+RX)]}.U由上式可见只要RX的值发生变化，则VG发生变化另一种四线式接法右图中R为固定电阻，R１～Ｒ４为平衡调节电阻，S为切换开关,L1、L2为热电阻体内导线。设R1的左半部分电阻为R10,右半部分电阻为R11.R2的左半部分电阻为R20,右半部分电阻为R21.R3的左半部分为R30,右半部分为R31.当S接到A时：检流计的左半部分电压为

6、：VGL=[(R30+R10)/(R+R10+R30)]U右半部分电压为：VGR=[(RX+R21)/(RX+R21+R)]U则检流计和R11、R20两边的电压为：VG=VGL-VGR={(R21R30+RR30-RXR1-RRX)/[(R+R1+R30)(RX+R21+R)]}U当S接到B时：检流计的左半部分电压为：VGL=[(R30+R10+RX)/(R+R10+R30+RX)]U右半部分电压为：VGR=[R21/(R21+R)]U则检流计和R11、R20两边的电压为：VG=VGL-VGR={(

7、R21R-RR30-R10R-RRX)/[(R+R10+R30+RX)(R21+R)]}热电阻构成电位差计或数字电压表Ｒｘ为热电阻体构成的电阻元件，ＲＳ为标准电阻，Ｒｈ为电流调节电阻，Ｓ为切换开关。VRs=[RS/(Rh+RS+RX)]UVRx=[Rx/(Rh+RS+RX)]U通过电位差计或数字电压表测出VRs与VRx的差值从而确定出温度温度传感器的三线式接法采用３线式连接方式时使用的导线必须是材质、线径、长度及电阻值相等，而且在全长导线内温度分布相同。这种方式可以消除热温度传感器电阻内导线及连线引

8、起的大部分误差，一般的温度测量大都采用这种接线方式。不难算出检流计两边的电压为：VG={(RRx-RR3)/[(Rx+R)(R+R1)]}U图a）为电桥或动圈式计量仪器图ｂ）为带放大器的动圈式计量仪器放大器两输入端的电压为：V={(RRx-RR3)/[(Rx+R)(R+R1)]}U图ｃ）为电子自动平衡式计量仪器，图ｄ）为数字式温度计设RP上端的电压为RPU,下端电压为RPD,图C)中放大器两边的电压为：UA=[(2RPD+Rx-R-RP)/(2RP+2R+Rx)]U三