典型应用模块一 温度检测(热敏电阻)

1、上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系热敏传感器热敏传感器上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系第五节课第五节课 测温测温1热敏电阻热敏电阻上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系教学目标教学目标1.了解热敏电阻外形及命名方式。了解热敏电阻外形及命名方式。2.熟悉热敏电阻测温特性。熟悉热敏电阻测温特性。上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系 温度是一个与日常生活密切相关的物理量，也是温度是一个与日常生活密切相关的物理量，也是一种在生产、科研、生活中需要测量和控制的重要物一种在生

2、产、科研、生活中需要测量和控制的重要物理量，自然界中的一切过程都与温度密切相关。而不理量，自然界中的一切过程都与温度密切相关。而不同的温度测量要求，就需要不同种类的传感器同的温度测量要求，就需要不同种类的传感器。1.摄氏温度摄氏温度 t/2.华氏温度华氏温度/F/F1.8t+323.热力学温标热力学温标T/K=t+273.5上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系体积热膨胀体积热膨胀电阻变化电阻变化温差电现象温差电现象导磁率变化导磁率变化电容变化电容变化铂测温电阻、热敏电阻铂测温电阻、热敏电阻热电偶热电偶BaSrTiO3陶瓷陶瓷1.气体温度计；气体温度计； 2. 玻

3、璃制水银温度计；玻璃制水银温度计；3.玻玻璃制有机液体温度计；璃制有机液体温度计； 4.双金属温度计；双金属温度计；5.液体压力温度计；液体压力温度计；6. 气体压力温度计气体压力温度计热铁氧体、热铁氧体、 Fe-Ni-CuFe-Ni-Cu合金合金1. 1. 按测温原理分类按测温原理分类超声波传播速度变化超声波传播速度变化物质、颜色物质、颜色PN结电动势结电动势晶体管特性变化晶体管特性变化热、光辐射热、光辐射超声波温度计超声波温度计示温涂料、液晶示温涂料、液晶半导体二极管半导体二极管晶体管半导体集成电路温度传感器晶体管半导体集成电路温度传感器辐射温度传感器、光学高温计辐射温度传感器、光学高温计

4、上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系任务任务1 1 热敏电阻热敏电阻测温传感器测温传感器上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系任务引入任务引入 电热水壶中的水烧开了，如你不注意电热水壶中的水烧开了，如你不注意及时拿下电热水壶轻者将烧坏电热水壶、及时拿下电热水壶轻者将烧坏电热水壶、重着将引起火灾。现在请你设计一个电加重着将引起火灾。现在请你设计一个电加热的水壶，当水壶中的水烧到热的水壶，当水壶中的水烧到3737时能时能发出声光报警的温度控制器。发出声光报警的温度控制器。上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程

5、系任务任务1 1目标目标 制作温控仪，当温度传感器感受到人制作温控仪，当温度传感器感受到人体温度时，发出报警体温度时，发出报警. .响应时间大于响应时间大于1010秒。秒。通过此任务掌握其传感器的特性，其组通过此任务掌握其传感器的特性，其组成测温电路原理和调试技能成测温电路原理和调试技能。上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系任务任务1 1分析分析 热敏电阻非常适合，因为热敏电阻是一种价格热敏电阻非常适合，因为热敏电阻是一种价格便宜，又对温度很灵敏的传感器，其电阻值随着温便宜，又对温度很灵敏的传感器，其电阻值随着温度变化而变化。度变化而变化。上海电子信息职业技术学

6、院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系看一看看一看目标：认识常用热敏电阻外形目标：认识常用热敏电阻外形上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系聚脂塑料封装热聚脂塑料封装热敏电阻敏电阻上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系 玻璃封装玻璃封装 NTC热敏电阻热敏电阻上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系 珠状热敏电阻珠状热敏电阻上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系 贴片式贴片式NTC热敏电阻热敏电阻上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系非标热

7、敏电阻非标热敏电阻上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系动一动动一动目标：了解热敏电阻温度特性目标：了解热敏电阻温度特性上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系1 1 准备器材准备器材面包板面包板 一块一块数字万用表数字万用表 一只一只热风枪（电热吹风机）热风枪（电热吹风机） 一把一把玻璃水银温度计（玻璃水银温度计（0-1000-100） 一只一只热敏电阻（热敏电阻（1010k k、NTCNTC） 一个一个面包板专用连接导线面包板专用连接导线 二根二根上海电子信息职业技

8、术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系2 2 实验方法实验方法 将温度计和热敏电阻放在一将温度计和热敏电阻放在一齐，用数字万用表测量热敏电阻齐，用数字万用表测量热敏电阻变化的阻值。变化的阻值。 将热风枪插上电源，温度档调将热风枪插上电源，温度档调小，把热风枪悬空由远及近小，把热风枪悬空由远及近慢慢慢慢靠近热敏电阻和温度计，快速记靠近热敏电阻和温度计，快速记录温度计的温度值和热敏电阻阻录温度计的温度值和热敏电阻阻值。值。上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系 3 3 数据整理数据整理 记录数据，填入表格记录数据，填入表格 根据所得数据画出热敏电阻的电阻温

9、度特性曲线。根据所得数据画出热敏电阻的电阻温度特性曲线。 温度电阻值k组号：姓名：任务：温度室温 NTC25/10k环氧 PTC25/300环氧上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系听一听目标：理解热敏电阻传感器工作原理上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系 热敏电阻是利用某种半导体材料的电阻率随温度变化而变化的性质制成的。热敏电阻传感器Rt电阻电阻温度温度系数系数是是温度温度每变化每变化1度（度（摄氏摄氏），电阻变化的比例），电阻变化的比例系统在某一过程中，温度升高（或降低）系统在某一过程中，温度升高（或降低）11所吸收（或放出）的

10、热量叫做这个系统在该过程所吸收（或放出）的热量叫做这个系统在该过程中的中的“热容量热容量”。 上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系热敏电阻的技术参数1标称阻值Rc：一般指环境温度为25时热敏电阻器的实际电阻值。2实际阻值RT：在一定的温度条件下所测得的电阻值。3材料常数：它是一个描述热敏电阻材料物理特性的参数，也是热敏度指标， B值越大，表示热敏电阻器的灵敏度越高。应注意的是在实际工作时B值并非一个常数，而是随温度的升高略有增加。4电阻温度系数T：它表示温度变化1时的阻值变化率，单位为%/。5时间常数t：热敏电阻器是有热惯性的，时间常数，就是一个描述热敏 电阻器

11、热惯性的参数。它的定义为，在无功耗的状态下，当环境温度由一 个特定温度向另一个敏电阻体的温度变化了两个特定温度之差的63.2%所需的时间。 t越小，表明热敏电阻器的热惯性越小。6额定功率PM：在规定的技术条件下，热敏电阻器长期连续负载所允许的耗散功率。在实际使用时不得超过额定功率。若热敏电阻器工作的环境温度超过25，则必须相应降低其负载。上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系7额定工作电流IM：热敏电阻器在工作状态下规定的名义电流值。8测量功率Pc：在规定的环境温度下，热敏电阻体受测试电流加热而引起的 阻值变化不超过0.1%时所消耗的电功率。9最大电压：对于NTC

12、热敏电阻器，是指在规定的环境温度下，不使热敏电阻器引起热失控所允许连续施加的最大直流电压；对于PTC热敏电阻器，是指在规定的环境温度和静止空气中，允许连续施加到热敏电阻器上并保证热敏电阻器正常工作在PCT特性部分的最大直流电压。10最高工作温度Tmax：在规定的技术条件下，热敏电阻器长期连续工作所允许的最高温度。11开关温度tb：PCT热敏电阻器的电阻值开始发生跃增时的温度。12耗散系数H：温度增加1时，热敏电阻器所耗散的功率，单位为mW/ 上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系型号与命名根据我过

13、主管部门的标准规定，热敏电阻型号由四部分组成：第一部分，主称以M表示；第二部分，类别以Z和F表示；第三部分，用途和特征以数字表示；第四部分，序号用数字表示；上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系MZ或F11序号用途或特征类别主称热敏电阻器命名图例上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系正温度系数热敏电阻器型号命名法主称类别用途或特征全称符号意义符号意义符号意义M敏感元件Z正温度系数热敏电阻器15679普通型测温型控温型消磁型恒温型普通型正温度系数热敏电阻器测温型正温度系数热敏电阻器控温型正温度系数热敏电阻器消磁型正温度系数热敏电阻器恒温

14、型正温度系数热敏电阻器上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系负温度系数热敏电阻器型号命名法主称类别用途或特征全称符号意义符号意义符号意义M敏感元件F负温度系数热敏电阻器12345680普通型稳压型微波测量用旁热型测温型控温型线性型特殊型普通型负温度系数热敏电阻器稳压型负温度系数热敏电阻器微波功率测量型负温度系数热敏电阻器旁热型负温度系数热敏电阻器测温型负温度参数热敏电阻器控温型负温度系数热敏电阻器线性型负温度系数热敏电阻器特殊型负温度系数热敏电阻器上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系 热敏电阻的特点： 1 适宜动态测量。 2. 价格

15、低廉。 3. 灵敏度高。 4. 可测点温总结总结上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系 习题1.摄氏温度与热力学温度及华氏温度关系？2.热敏电阻根据其温度特性分几种类型？ 其英文缩写分别是什么？4.热敏电阻温度传感器的特点是什么？主要 应用在那些场合？上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系第六、七节课第六、七节课 测温热敏电阻应用场合测温热敏电阻应用场合 及测温仪制作及测温仪制作上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系教学目标教学目标1.掌握热敏电阻传感器应用场合及测温范围掌握热敏电阻传感器应用场合及测温范

16、围2.掌握在面包板上搭建电路方法掌握在面包板上搭建电路方法3.3.掌握测温电路工作原理掌握测温电路工作原理上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系热敏电阻应用场合热敏电阻应用场合想一想想一想1.温度检测。2.温控。3.4.5.上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系热敏电阻温度面板表热敏电阻温度面板表 热敏电阻热敏电阻LCD温度测量温度测量上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系热敏电阻体温表热敏电阻体温表 上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系热敏电阻用于热敏电阻用于CPU的温度

17、测量的温度测量 （参考小熊在线公司资料）（参考小熊在线公司资料）上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系热敏电阻用于电热水器的温度控制热敏电阻用于电热水器的温度控制 上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系 汽车中的热敏电阻汽车中的热敏电阻 在汽车电路中，比较常用的是负温度在汽车电路中，比较常用的是负温度系数（系数（NTCNTC）热敏电阻器。如电喷车发动机）热敏电阻器。如电喷车发动机控制用的冷却液温度传感器、空气温度传控制用的冷却液温度传感器、空气温度传感器、自动变速箱中的油温传感器等。感器、自动变速箱中的油温传感器等。 汽车油温传感器汽

18、车油温传感器上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系 热敏电阻在电冰箱中的应用热敏电阻在电冰箱中的应用 冰箱压缩机用冰箱压缩机用PTCPTC起动器起动器I=U/RPTC当电路正常工作时，热敏电阻温度与室温相近、电阻很小，串联在电路中不会阻碍电流通过；而当电路因故障而出现过电流时，热敏电阻由于发热功率增加导致温度上升，当温度超过开关温度（Ts，见图1）时，电阻瞬间会剧增回路中的电流迅速减小到安全值.PTC热敏电阻使用于电热敏电阻使用于电冰箱起动电路中，控制冰箱起动电路中，控制起动绕组的工作状态，起动绕组的工作状态，使电冰箱压缩机正常起动。使电冰箱压缩机正常起动。上海电

19、子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系 热敏电阻在电视机上的应用热敏电阻在电视机上的应用 PTC热敏电阻器常用于彩色电视机的热敏电阻器常用于彩色电视机的消磁电路中。消磁电路中。 彩色电视机开机通电后，消磁回路产彩色电视机开机通电后，消磁回路产生一个很大的电流，同时产生一个很强的生一个很大的电流，同时产生一个很强的交变磁场。由于电路中交变磁场。由于电路中PTC热敏电阻的作热敏电阻的作用，这一强交变磁场场可在相当短的时间用，这一强交变磁场场可在相当短的时间内衰减到极弱的程度。随着回路电流由大内衰减到极弱的程度。随着回路电流由大变小，磁场则由强变弱，从而自动将彩色变小，磁场则

20、由强变弱，从而自动将彩色显像管阴罩、防爆带等铁制件上的剩磁消显像管阴罩、防爆带等铁制件上的剩磁消掉，保证了彩色显像管的色纯度。掉，保证了彩色显像管的色纯度。 上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系I1I2I1 R1=R2=R3=R4=R 问Ua与Ub关系Ua=Ub解:311RRUI2233131URRURRRURIUa422RRUI2244242URRURRRURIUb如何打破平衡（UaUb）？答：将其中一个固定电阻换成热敏电阻上

21、海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系温控仪温控仪NTC热敏电阻热敏电阻10K 目标目标： 制作温控仪，当温度传感器感受到人制作温控仪，当温度传感器感受到人 体温度时，发出报警体温度时，发出报警. .要求：当手捏紧热敏电阻时间大于要求：当手捏紧热敏电阻时间大于10秒，秒， 发出声光报警。发出声光报警。方案提示方案提示：做一做上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系窄条窄条宽条宽条面包板的外观和内部结构如上图所示，常见的最小单元面包板分上、中、下三部分，上面和下面部分一般是由一行或两行的插孔构成的窄条，中间部分是由中间一条隔离凹槽和上下各5

22、 行的插孔构成的条。面包板介绍面包板介绍上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系面包板介绍面包板介绍n宽条型面包板 面包板介绍面包板介绍上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系面包板反面面包板反面每一条金属片插入一个塑料槽，每一条金属片插入一个塑料槽，在同一个槽的插孔相通，不同槽在同一个槽的插孔相通，不同槽的插孔不通。的插孔不通。插槽和插孔上海电子信息职业技术学院电子工程系上海电子信息职业技术学院电子工程系面包板布线的几个基本原则面包板布线的几个基本原则在面包板上完成电路搭接，不同的人有不同的风格。但是，无论什么风格、习惯，完成的电路搭接，必须注意以下几个基本原则：1） 连接点越少越好。每增加一个连接点，实际上就人为地增加了故障概率。面包板孔内不通，导线松动，导线内部断裂等都是常见故障。2） 尽量避免立交桥。所谓的“立交桥”就是元器件或者导线骑跨在别的元器件或者导线上。初学者最容易犯这样的错误。这样做，一方面给后期更换元器件带来麻烦，另一方面，在出现故障时，零乱的导线很容易使人失去信心。3） 尽量牢靠。有两种现象需要注意：第一、集成电路很容易松动，因此，对于运放等集成电路，需要用力下压，一