空调自控系统中常用器件

1、第三章第三章 空调自控系统中常用器件的特性空调自控系统中常用器件的特性本章主要讲授内容：本章主要讲授内容：1、空调系统中常用的温度传感器；、空调系统中常用的温度传感器；2、温度变送器的特性及其传递函数；、温度变送器的特性及其传递函数；3、湿度传感器与变送器；、湿度传感器与变送器；4、空调自控系统中常用的调节器（、空调自控系统中常用的调节器（重点重点）；）；5、空调自控系统中常用的执行器；、空调自控系统中常用的执行器；3.1、空调系统中常用的温度传感器、空调系统中常用的温度传感器3.1.1、传感器的基本概念、传感器的基本概念1、传感器的定义：、传感器的定义： 传感器是将被测非电量（物理传感器是将

2、被测非电量（物理量）信号转换为一个与之有对应关系的输出信号的量）信号转换为一个与之有对应关系的输出信号的器件或装置；器件或装置；2、传感器的作用：传感器主要应用在自动测试与、传感器的作用：传感器主要应用在自动测试与自动控制领域中。它将诸入压力、温度、流量、位自动控制领域中。它将诸入压力、温度、流量、位移等参数转换为电量，然后，通过电的方法进行测移等参数转换为电量，然后，通过电的方法进行测量和控制。量和控制。3.1.2、热电阻传感器、热电阻传感器1、热电阻传感器的定义：、热电阻传感器的定义：物资的电阻率随温度变化而变化的物理现象称为物资的电阻率随温度变化而变化的物理现象称为 热电阻效应。利用电阻

3、随温度变化而变化的特性热电阻效应。利用电阻随温度变化而变化的特性（即热电阻效应）制成的传感器称为热电阻传感器。（即热电阻效应）制成的传感器称为热电阻传感器。2、热电阻传感器的作用：、热电阻传感器的作用：热电阻传感器主要用于检测温度和与温度有关的参量；热电阻传感器主要用于检测温度和与温度有关的参量；3、热电阻传感器的分类：、热电阻传感器的分类：、金属热电阻；通常称为、金属热电阻；通常称为热电阻热电阻；、半导体热电阻；通常称为、半导体热电阻；通常称为热敏电阻热敏电阻；3.1.3、空调系统中常用的温度传感器、空调系统中常用的温度传感器1、温度传感器的种类：、温度传感器的种类：、金属材料制成的热电阻温

4、度传感器；、金属材料制成的热电阻温度传感器；、金属氧化物半导体材料制成的热敏电阻式温度传感器；、金属氧化物半导体材料制成的热敏电阻式温度传感器；、由半导体、由半导体PN结制成的半导体热敏电阻温度传感器；结制成的半导体热敏电阻温度传感器；2、几种温度传感器的特性：、几种温度传感器的特性：、热电阻温度传感器是根据金属导体的电阻值随温度变化、热电阻温度传感器是根据金属导体的电阻值随温度变化 而变化的原理测温的；温度升高电阻值增大，称为正温而变化的原理测温的；温度升高电阻值增大，称为正温 度系数（度系数（ PTC ）热电阻）热电阻。、金属氧化物半导体材料制成的热敏电阻其温度特性为：、金属氧化物半导体材

5、料制成的热敏电阻其温度特性为： 温度升高，电阻值减小，通常被称为负温度系数温度升高，电阻值减小，通常被称为负温度系数（NTC） 热敏电阻。热敏电阻。、半导体、半导体PN结制成的半导体热敏电阻是根据结制成的半导体热敏电阻是根据PN结正向压结正向压 降随温度变化的原理工作的。也是负温度系数降随温度变化的原理工作的。也是负温度系数（NTC） 热敏电阻。热敏电阻。3、空调系统中常用传感器的外形与结构、空调系统中常用传感器的外形与结构、热电阻传感器；、热电阻传感器；、金属氧化物半导体热敏电阻传感器；、金属氧化物半导体热敏电阻传感器；、半导体、半导体PN结热敏电阻传感器；结热敏电阻传感器；金属外壳金属丝绝

6、缘支架引出导线4、金属热电阻温度传感器的测温原理、金属热电阻温度传感器的测温原理 热电阻是热电阻温度计的测温元件，它是利用金属热电阻是热电阻温度计的测温元件，它是利用金属 导体电阻值随温度变化而变化的特性来实现温度测导体电阻值随温度变化而变化的特性来实现温度测 量的。量的。、金属导体电阻值与温度的关系为、金属导体电阻值与温度的关系为:001tRRtt0tRRt式中：式中：Rt温度为温度为t时电阻值；时电阻值； R0温度为温度为t0（通常为（通常为0）时电阻值；）时电阻值； a温度系数，即温度每升高温度系数，即温度每升高1时的电阻相对变化量；时的电阻相对变化量； t温度变化量；温度变化量； Rt

7、温度改变温度改变t时的电阻变化量。时的电阻变化量。、热电阻温度传感器的特点、热电阻温度传感器的特点、结构简单、工作可靠、电阻温度特性好、测温、结构简单、工作可靠、电阻温度特性好、测温 灵敏度高、精度高、测温范围较广（灵敏度高、精度高、测温范围较广（200 650）。）。、阻值温度（、阻值温度（Rt）特性：温度每升高）特性：温度每升高1，热，热 电阻的阻值升高约电阻的阻值升高约0.40.6。即电阻温度系。即电阻温度系 数较小。数较小。、正温度系数热敏电阻；、正温度系数热敏电阻；、阻值与温度不是线性变化，但在一定的范围内可、阻值与温度不是线性变化，但在一定的范围内可 进似为常数。进似为常数。、热电

8、阻的主要技术数据、热电阻的主要技术数据、分度号：热电阻的分度号是以热电阻在、分度号：热电阻的分度号是以热电阻在0时的电阻值时的电阻值来标记的，以便与相应的调节器配套使用。来标记的，以便与相应的调节器配套使用。、阻值温度（、阻值温度（Rtt）特性）特性例例: 铂电阻在铂电阻在2000范围内：范围内：2301100tRRAtBtC tt、热电阻的时间常数、热电阻的时间常数：、时间常数一般在、时间常数一般在10S4min之内之内;a) 、 大热惯性：大热惯性：在在1.5min4min之内；之内；b) 、一般热惯性：、一般热惯性：在在10S1.5min之内；之内；c) 、 小热惯性：小热惯性：在在10

9、S之内；之内；温度在温度在0 850范围内时：范围内时：201tRRAtBt、热电阻式温度传感器的特性参数、热电阻式温度传感器的特性参数、时间常数、时间常数T；、延迟时间、延迟时间；、动态特性；、动态特性；taa( )a00a)z( T2aT2aT2bc2zt00t室温实际值无套管感温元件温度有无套管感温元件温度t1、热电阻式温度传感器的传递函数、热电阻式温度传感器的传递函数、微分方程式：、微分方程式：2ZazdCFdt式中：式中：CZ热电阻的热容量；热电阻的热容量； z热电阻的温度；热电阻的温度； a热电阻周围介质的温度；热电阻周围介质的温度； a热电阻周围介质对热电阻的换热系数；热电阻周围

10、介质对热电阻的换热系数； F热电阻的表面积；热电阻的表面积；2zzadTdt22ZzadTKdt 令传感器的放大系数令传感器的放大系数K2 =1则：则： T2 时间常数；时间常数； R2 传感器的热阻力系数；传感器的热阻力系数；2222;1TC RRF式中：221tTzaKe2ZaK、传递函数、传递函数并进行拉氏变换得：22ZzadTKdt 22ZZaTs SsKdSdt用 替代 221zasT SKs 221zasKW ssT S5、热电阻传感器的应用、热电阻传感器的应用、加热温度控制电路、加热温度控制电路6、金属氧化物半导体热敏电阻、金属氧化物半导体热敏电阻、金属氧化物半导体热敏电阻是利用

11、半导体材、金属氧化物半导体热敏电阻是利用半导体材料的电阻率随温度变化而变化的性质制成的温度料的电阻率随温度变化而变化的性质制成的温度敏感元件。敏感元件。、金属氧化物半导体热敏电阻通常用铁、镍、钛、金属氧化物半导体热敏电阻通常用铁、镍、钛、镁、铜等金属镁、铜等金属 氧化物按一定的比例混合经高温烧结氧化物按一定的比例混合经高温烧结而成。通过改变其中氧化物的成分和比例，可以得而成。通过改变其中氧化物的成分和比例，可以得到不同测温范围、阻值和温度系数的到不同测温范围、阻值和温度系数的NTC热敏电阻。热敏电阻。、金属氧化物半导体热敏电阻的特性、金属氧化物半导体热敏电阻的特性、电阻值与温度的关系（、电阻值

12、与温度的关系（Rtt）如下：）如下：1100TTBTTRR e式中式中: RT、 RT0 温度为温度为T、T0（K）时的温度值；）时的温度值； B 温度系数，大约为温度系数，大约为15005000K；121212lnTTRBTTR、B 参数：通常是指温度在参数：通常是指温度在25（T1）和）和50（T2）的）的B值：值：式中式中: B常数；常数； R1在温度为在温度为T1（K）时的电阻值；）时的电阻值； R2在温度为在温度为T2（K）时的电阻值；）时的电阻值； T1、T2温度；温度；、金属氧化物半导体热敏电阻的特点、金属氧化物半导体热敏电阻的特点、结构简单、灵敏度高、热响应时间短（小于、结构简

13、单、灵敏度高、热响应时间短（小于1S）、）、 稳定性好、寿命长、体积小。稳定性好、寿命长、体积小。、阻值温度（、阻值温度（Rt）特性：温度每升高）特性：温度每升高1，热电，热电 阻的阻值升高较大。即阻的阻值升高较大。即电阻温度系数较大电阻温度系数较大，是铂，是铂 电阻的电阻的49倍。倍。、是负温度系数（、是负温度系数（NTC）热敏电阻；）热敏电阻；、阻值与温度为非线性变化关系，互换性较差；通、阻值与温度为非线性变化关系，互换性较差；通 常在使用是都进行线性化处理。常在使用是都进行线性化处理。、热敏电阻的线性化处理、热敏电阻的线性化处理、采用并联电阻的方式，、采用并联电阻的方式， 进行简易的线性

14、化处理。进行简易的线性化处理。11tZttR RRRRRRtR0t1RtRRtRRzRt/R、灵敏度降低、灵敏度降低、以、以t1为中心确定并为中心确定并 联电阻的阻值；联电阻的阻值；、金属氧化物半导体热敏电阻的种类与外形、金属氧化物半导体热敏电阻的种类与外形、种类；金属封装；玻璃封装；塑料封装；环氧树脂封装；、种类；金属封装；玻璃封装；塑料封装；环氧树脂封装；、外形图；、外形图；、温度电阻特性曲线；、温度电阻特性曲线；例：采用金属氧化物半导体热敏电阻的温控电路例：采用金属氧化物半导体热敏电阻的温控电路2.8V10KR81415VJ11N4001D6D7R10C36.5VV01213_LM324

15、4+1R211LM324_2+3C5R1C2R6C4100uf8VD5R7tR9WR5R4R3C80507、半导体、半导体PN结温度传感器结温度传感器、种类：、种类：、二极管温度传感器；、二极管温度传感器；、晶体管温度传感器；、晶体管温度传感器；、集成温度传感器；、集成温度传感器；+UI=10100uAU输出+VccoutGNDLM35、定义：半导体、定义：半导体PN结温度传感器是利用半导体结温度传感器是利用半导体PN结两端电压随温度变化而变化的原理工作的。结两端电压随温度变化而变化的原理工作的。、二极管、二极管PN结热敏电阻工作原理结热敏电阻工作原理、根据固体物理中有关、根据固体物理中有关P

16、N的研究，的研究， 可得出下面的公式：可得出下面的公式：1qUkTsIIe式中：式中：q是电子的电荷量；是电子的电荷量； T是绝对温度，单位为是绝对温度，单位为K； k是一个常数；是一个常数； Is是一个与外加电压无关的系数，称为反向饱和电流。是一个与外加电压无关的系数，称为反向饱和电流。 当当PN结制成后，它基本上是一个只与温度有关的系数。结制成后，它基本上是一个只与温度有关的系数。、采用硅二极管温度传感器、采用硅二极管温度传感器 构成的温度检测电路；构成的温度检测电路；1qUkTsIIeKTUq1qURTelnSKTIUqI8、晶体三极管温度传感器、晶体三极管温度传感器 NPN晶体管在集电

17、极电流晶体管在集电极电流IC恒定时，基极和发射恒定时，基极和发射极间的电压极间的电压UBE随环境温度变化而变化。随环境温度变化而变化。+UI=10100uAU输出lnBEgCKTk TUEqI式中：式中：Eg禁带宽度；禁带宽度； k与基极偏压有关的常数；与基极偏压有关的常数； 由基区少数载流子温度特性由基区少数载流子温度特性 决定的常数；决定的常数； IC集电极电流；集电极电流； q电子电荷量；电子电荷量；、NPN晶体管电压晶体管电压UBE与与温度的理论依据温度的理论依据、硅晶体管、硅晶体管UBE与温度关系曲线与温度关系曲线 温度系数为2.4mV 测温范围50200；00.40.81.20.0

18、20.040.060.080.1Ib(mA)Ube(v)Uec2V-7020150、晶体管温度传感器的特点、晶体管温度传感器的特点、结构简单、灵敏度高、热响应时间短（小于、结构简单、灵敏度高、热响应时间短（小于1S）、）、 精度高、寿命长、体积小。精度高、寿命长、体积小。、阻值温度（、阻值温度（Rt）特性好。）特性好。、是负温度系数（、是负温度系数（NTC）热敏电阻；）热敏电阻；、阻值与温度为线性变化关系，稳定性和互换性好。、阻值与温度为线性变化关系，稳定性和互换性好。9、集成温度传感器、集成温度传感器 集成温度传感器是将温度集成温度传感器是将温度传感器与放大电路，偏置电传感器与放大电路，偏置

19、电源及线性化集成电路等采用源及线性化集成电路等采用集成化技术制作在同一芯片集成化技术制作在同一芯片上，从而极大地提高了传感上，从而极大地提高了传感器的各项性能。器的各项性能。、测温精度高；、测温精度高；、复现性好；、复现性好；、线性好，体积小；、线性好，体积小；、热容量小，、热容量小，、稳定性好；、稳定性好；、输出电信号大；、输出电信号大；+VccoutGNDLM35测温精度：测温精度：0.5；温度范围：温度范围： 501503.2、温度变送器的特性及其传递函数、温度变送器的特性及其传递函数1、变送器的定义：将传感器输出的信号变换为标准、变送器的定义：将传感器输出的信号变换为标准电压或电流的器

20、件称为变送器；电压或电流的器件称为变送器；5+R38+R2R75.6K13K5.6K21KR668KR5-9-6RT7R413K10R1LM32413KVut0+5V1000VVu+5V2、变送器的特性、变送器的特性、变送器作用及特点、变送器作用及特点:、把传感器输入的非电量（电量）信号转换为标准的电量、把传感器输入的非电量（电量）信号转换为标准的电量 信号（电压：信号（电压：010V DC、电流、电流:420mA DC等）；等）；、对输入信号进行线性化放大与处理；、对输入信号进行线性化放大与处理；、变送器通常由电子线路组成，因此电子线路本身的时间、变送器通常由电子线路组成，因此电子线路本身的

21、时间 常数、滞后都比较小；与传感器相比较通常可以忽约。常数、滞后都比较小；与传感器相比较通常可以忽约。、变送器的数学表达式、变送器的数学表达式:ZBZBK式中式中: BZ变送器输出的标准信号；变送器输出的标准信号； z传感器测量信号（传感器输出信号）；传感器测量信号（传感器输出信号）； KB变送器的放大系数（静态特性）。变送器的放大系数（静态特性）。、变送器的传递函数、变送器的传递函数: BW sK3、传感器加变送器特性及传递函数、传感器加变送器特性及传递函数、热电阻传感器加变送器的数学表达式：、热电阻传感器加变送器的数学表达式：、无套管热电阻温度传感器的数学表达式为：、无套管热电阻温度传感器

22、的数学表达式为：22ZzadTKdt、变送器的数学表达式为：、变送器的数学表达式为：ZBZBK其增量方程式为：其增量方程式为：22ZZBadBTBK Kdt22ZZBad BTBK Kdt 、如果传感器的时间常数的数据与对象的时间常数、如果传感器的时间常数的数据与对象的时间常数 的数据相比可以略去；即有：的数据相比可以略去；即有：、传递函数为：、传递函数为：2ZBaBK KkT S+12k2B传感器变送器221BK KT S4、温度变送器、温度变送器、温度变送器的定义：将温度变送器输出信号变换为标准、温度变送器的定义：将温度变送器输出信号变换为标准电压或电流的器件称为温度变送器；电压或电流的器

23、件称为温度变送器；、温度变送器工作原理及方框图：、温度变送器工作原理及方框图：5+R38+R2R75.6K13K5.6K21KR668KR5-9-6RT7R413K10R1LM32413KVut0+5V1000VVu+5VuiRT 电压放大器 功率放大器输入回路反馈uiufuVuuf3.3、湿度传感器与变送器、湿度传感器与变送器 3.3.1、湿空气的状态参数、湿空气的状态参数 在空气调节技术中，常用的状态参数是压力、温度、在空气调节技术中，常用的状态参数是压力、温度、含湿量、相对湿度、比焓及密度；含湿量、相对湿度、比焓及密度；1、压力：、压力： 湿空气是由干空气和水蒸气组成的混合气体，其总压湿

24、空气是由干空气和水蒸气组成的混合气体，其总压力力P应等于干空气的分压力应等于干空气的分压力Pg与水蒸气的分压力与水蒸气的分压力Pq之和之和 即：即： P=Pg+Pq ; 水蒸气分压力的大小，反映了湿空气中水蒸气含量水蒸气分压力的大小，反映了湿空气中水蒸气含量的多少。湿空气的温度越高，空气中饱和水蒸气分压的多少。湿空气的温度越高，空气中饱和水蒸气分压力也就越大，说明空气能容纳的水气数量越多。力也就越大，说明空气能容纳的水气数量越多。水蒸气分压力是衡量湿空气干燥与潮湿的基本指标，水蒸气分压力是衡量湿空气干燥与潮湿的基本指标，是一个重要的参数。是一个重要的参数。2、温度：、温度：是表示湿空气冷热程度

25、的指标；是表示湿空气冷热程度的指标；3、含湿量（、含湿量（d）：是指：是指1kg干空气所带有的水蒸气质干空气所带有的水蒸气质量，其单位是量，其单位是gkg（干空气）（干空气）。它是表示湿空气湿度大。它是表示湿空气湿度大小的重要参数之一。小的重要参数之一。 在空气调节中，常用含湿量来表示空气被加湿或减在空气调节中，常用含湿量来表示空气被加湿或减湿的程度。湿的程度。4、相对湿度（、相对湿度（）：）：是指空气中水蒸气分压力是指空气中水蒸气分压力Pq与与同温度下饱和水蒸气分压力同温度下饱和水蒸气分压力Pqb之比；之比；100%qqbpp它表示空气接近饱和的程度；它表示空气接近饱和的程度；绝对湿度给出的

26、是空间内水分的具体绝对湿度给出的是空间内水分的具体含量；含量；而相对湿度则指出了大气的潮湿程度；而相对湿度则指出了大气的潮湿程度；3.3.2、对湿度传感器的技术要求、对湿度传感器的技术要求、使用寿命长，长期工作的稳定性好；、使用寿命长，长期工作的稳定性好；、测量范围宽，湿度和温度系数小；、测量范围宽，湿度和温度系数小；、灵敏度高、感湿特性线性度好；、灵敏度高、感湿特性线性度好；、湿滞回差小；、湿滞回差小；、响应速度快，时间短；、响应速度快，时间短；、一致性和互换性好，制造工艺简单，易、一致性和互换性好，制造工艺简单，易 于批量生产，转换电路简单，成本低廉；于批量生产，转换电路简单，成本低廉；、

27、能在恶劣环境下工作；、能在恶劣环境下工作；3.3.3、湿度传感器的主要参数、湿度传感器的主要参数、感湿特性曲线：、感湿特性曲线： 感湿特性曲线是指湿度传感器感湿特性曲线是指湿度传感器的输出量与被测环境湿度间的关的输出量与被测环境湿度间的关系曲线；系曲线；、测湿量程：、测湿量程： 测湿量程是指湿敏传感器能以测湿量程是指湿敏传感器能以规定的精度测量的最大范围；规定的精度测量的最大范围；、灵敏度：、灵敏度： 常用感湿特性曲线的斜率来定常用感湿特性曲线的斜率来定义灵敏度，即灵敏度是输出量增义灵敏度，即灵敏度是输出量增量与输入量增量之比；量与输入量增量之比；020406080100101001000相对

28、湿度RH电阻值（K）二氧化钛五氧化二钒、湿度温度系数、湿度温度系数 湿度传感器的特性往往随环境温度的变化而变化，即在不湿度传感器的特性往往随环境温度的变化而变化，即在不同的环境温度下有不同的感湿特性曲线。同的环境温度下有不同的感湿特性曲线。、响应时间、响应时间 当环境湿度改变时，湿度传感器完成吸湿或脱湿以及动态平当环境湿度改变时，湿度传感器完成吸湿或脱湿以及动态平衡过程所需要的时间，称为，响应时间；衡过程所需要的时间，称为，响应时间；、湿滞回线、湿滞回线 和湿滞回差和湿滞回差3.3.4、空调系统中常用湿度传感器的种类、空调系统中常用湿度传感器的种类、毛发湿度传感器（变送器）；、毛发湿度传感器（

29、变送器）；、氯化锂湿度传感器；、氯化锂湿度传感器；、半导体陶瓷湿度传感器；、半导体陶瓷湿度传感器；、电容式湿度传感器；、电容式湿度传感器；3.3.5、常用湿度传感器的结构与外形图、常用湿度传感器的结构与外形图、毛发式湿度传感器；、毛发式湿度传感器；、氯化锂湿度传感器；、氯化锂湿度传感器；、电容式湿度传感器、电容式湿度传感器、半导体陶瓷湿度传感器；、半导体陶瓷湿度传感器；3.3.6、氯化锂湿度传感器的工作原理氯化锂湿度传感器的工作原理氯化锂氯化锂(LiCl)是一种在大气中不分解、不挥是一种在大气中不分解、不挥发，也不变质而具有稳定的离子型无机盐发，也不变质而具有稳定的离子型无机盐类。它具有吸湿、

30、放湿的特性，其吸湿量类。它具有吸湿、放湿的特性，其吸湿量与空气相对湿度成一定的函数关系。随着与空气相对湿度成一定的函数关系。随着空气相对湿度的变化，氯化锂吸湿量也随空气相对湿度的变化，氯化锂吸湿量也随着变化。只有当它的蒸气压等于周围空气着变化。只有当它的蒸气压等于周围空气的水蒸气分压力时，才处于平衡状态。的水蒸气分压力时，才处于平衡状态。因此，随着空气相对湿度的增加，氯化锂因此，随着空气相对湿度的增加，氯化锂的吸湿量也随着增加，从而使氯化锂中导的吸湿量也随着增加，从而使氯化锂中导电离子数增加，最后导致它的电阻减少。电离子数增加，最后导致它的电阻减少。当氯化锂的蒸气压高于空气中水蒸气分压当氯化锂

31、的蒸气压高于空气中水蒸气分压力时，氯化锂放出水分，导致电阻增大。力时，氯化锂放出水分，导致电阻增大。3.3.7、氯化锂湿度传感器的性能参数与特点氯化锂湿度传感器的性能参数与特点、测量范围较宽、测量范围较宽1595RH；、测量精度、测量精度25RH；、温度对测量精度影响较大；、温度对测量精度影响较大；、最高使用温度、最高使用温度55；、传感器必须使用、传感器必须使用交变电压交变电压；、使用环境应保持清洁、无粉尘，纤维；、使用环境应保持清洁、无粉尘，纤维；、稳定性不太高，会出现测量漂移；、稳定性不太高，会出现测量漂移；3.3.8、氯化锂湿度传感器的应用氯化锂湿度传感器的应用、电路原理方框图、电路原

32、理方框图测量电桥放大 检波电压 电流 转换器测量电桥合成 放大 检波电压 电流 转换器RtRu(t)u()U()U（t）I（t）I（）010mA010mA3.3.9、半导体陶瓷湿敏电阻（烧结型）、半导体陶瓷湿敏电阻（烧结型）、半导体陶瓷湿敏电阻的特点、半导体陶瓷湿敏电阻的特点、使用寿命长，可在恶劣环境下工作；、使用寿命长，可在恶劣环境下工作；、可检测到、可检测到1%RH低湿状态；低湿状态；、响应快、测量精度高；、响应快、测量精度高；、使用范围宽，以及湿滞回差小；、使用范围宽，以及湿滞回差小；、使用过程中需经常进行电加热清洗；、使用过程中需经常进行电加热清洗；、半导体陶瓷湿敏电阻的结构、半导体陶

33、瓷湿敏电阻的结构1二氧化钛与氧化铬镁复合型二氧化钛与氧化铬镁复合型 感湿陶瓷；感湿陶瓷；2陶瓷基片；陶瓷基片；3镀镁丝引线；镀镁丝引线；4金短路环；金短路环；5镍烙丝加热清洗线圈；镍烙丝加热清洗线圈；6金电极；金电极；、SM-1湿敏元件的性能湿敏元件的性能、湿敏元件的感湿特性曲线；、湿敏元件的感湿特性曲线；、湿敏元件的加热清洗特性；、湿敏元件的加热清洗特性；3.3.10、电容湿度传感器与变送器、电容湿度传感器与变送器、电容湿度传感器的结构及外形图、电容湿度传感器的结构及外形图、电容湿度传感器工作原理、电容湿度传感器工作原理 根据电容器电容量的关系：根据电容器电容量的关系：AC式中：式中：C电容

34、量；电容量； 极板间介质的介电时间极板间介质的介电时间 常数（常数（Fm）；）； A两平行极板间的相互覆两平行极板间的相互覆 盖的有效面积（盖的有效面积（m2）；）； 两平行极板间的距离两平行极板间的距离（m）；）；电容量电容量C直接受到直接受到、 A、的影响；的影响；电容湿度传感器是利用当湿度变化时，改变极电容湿度传感器是利用当湿度变化时，改变极间介质的介电常数，通过电容量的测量来测量相对间介质的介电常数，通过电容量的测量来测量相对湿度的。极间介质选择具有吸湿，放湿特性的极薄湿度的。极间介质选择具有吸湿，放湿特性的极薄的聚合物薄膜，电极采用金箔制成，要求薄到能允的聚合物薄膜，电极采用金箔制成

35、，要求薄到能允许水蒸气通过。由于聚合物薄膜的吸、放湿特性，许水蒸气通过。由于聚合物薄膜的吸、放湿特性，使其含水量随着空气相对湿度变化而变化。水的介使其含水量随着空气相对湿度变化而变化。水的介电常数与空气的介电常数相差很大，所以，当水分电常数与空气的介电常数相差很大，所以，当水分子被聚合物吸收后，将使平板电容器电容量产生很子被聚合物吸收后，将使平板电容器电容量产生很大的变化，这就是电容湿度传感器的工作原理。大的变化，这就是电容湿度传感器的工作原理。、电容湿度传感器的性能与特点、电容湿度传感器的性能与特点、温度稳定性好；、温度稳定性好；、需要的动作能量低；、需要的动作能量低；、动态响应快；、动态响

36、应快；、可获得较大的相对变化量；、可获得较大的相对变化量；、结构简单，可在恶劣环境下工作；、结构简单，可在恶劣环境下工作；、电容湿敏传感器特性曲线、电容湿敏传感器特性曲线主要技术参数主要技术参数:、输出电压、输出电压010V；、测量湿度范围、测量湿度范围095RH；、环境温度范围：、环境温度范围：055；、测量精度：、测量精度：35%；510050100相对湿度RH直流电压/V例例1：汽车风挡玻璃自动除湿装置电路：汽车风挡玻璃自动除湿装置电路例例2：带温度补偿的湿度测量仪电路：带温度补偿的湿度测量仪电路本段小结本段小结1、传感器、传感器、传感器的定义：、传感器的定义： 传感器是将被测非电量（物

37、理量）信号转换为一个传感器是将被测非电量（物理量）信号转换为一个与之有对应关系的输出信号的器件或装置；与之有对应关系的输出信号的器件或装置；、传感器的作用：、传感器的作用： 传感器主要应用在自动测试与自动控制领域中。它传感器主要应用在自动测试与自动控制领域中。它将诸入压力、温度、流量、位移等参数转换为电量，将诸入压力、温度、流量、位移等参数转换为电量，然后，通过电的方法进行测量和控制。然后，通过电的方法进行测量和控制。、温度传感器：、温度传感器：、金属热电阻温度传感器：、金属热电阻温度传感器： 金属热电阻传感器是利用金属导体电阻值随金属热电阻传感器是利用金属导体电阻值随温度变化而变化的特性来实

38、现温度测量的，并温度变化而变化的特性来实现温度测量的，并按按正温度系数特性正温度系数特性变化。变化。、金属氧化物半导体温度传感器：、金属氧化物半导体温度传感器： 金属氧化物半导体热敏电阻是利用半导体材料的金属氧化物半导体热敏电阻是利用半导体材料的电阻率随温度变化而变化的性质制成的温度敏感元电阻率随温度变化而变化的性质制成的温度敏感元件。通过改变其中氧化物的成分和比例，可以得到件。通过改变其中氧化物的成分和比例，可以得到不同测温范围、阻值和温度系数的热敏电阻。不同测温范围、阻值和温度系数的热敏电阻。、半导体、半导体PN结温度传感器：结温度传感器： 半导体半导体PN结温度传感器是利用半导体结温度传

39、感器是利用半导体PN结两端电结两端电压随温度变化而变化的原理工作的。它们均属于负压随温度变化而变化的原理工作的。它们均属于负温度系数热敏电阻；线性化特性好。温度系数热敏电阻；线性化特性好。a)、二极管温度传感器；、二极管温度传感器；b)、晶体管温度传感器；、晶体管温度传感器；c)、集成温度传感器；、集成温度传感器；、变送器的定义：、变送器的定义： 将传感器输出的信号变换为标准电压或电流的器件将传感器输出的信号变换为标准电压或电流的器件称为变送器；称为变送器；、湿度传感器：、湿度传感器：、氯化锂湿度传感器；氯化锂湿度传感器； 氯化锂湿度传感器是利用在两金属极板之间的氯化锂涂层氯化锂湿度传感器是利

40、用在两金属极板之间的氯化锂涂层随空气中相对湿度的变化引起金属极板之间的电阻值变化的随空气中相对湿度的变化引起金属极板之间的电阻值变化的原理工作的。原理工作的。 在使用时应注意，禁止在传感器两端加入直流电压；在使用时应注意，禁止在传感器两端加入直流电压；、半导体陶瓷湿度传感器；、半导体陶瓷湿度传感器； 半导体陶瓷湿度传感器是采用多孔陶瓷基片表面上涂敷金半导体陶瓷湿度传感器是采用多孔陶瓷基片表面上涂敷金属氧化物而制成的；空气中湿度高时，多孔陶瓷基片中吸收属氧化物而制成的；空气中湿度高时，多孔陶瓷基片中吸收的水分多，则导电性能加强，电阻值减小。反之，则增大。的水分多，则导电性能加强，电阻值减小。反之

41、，则增大。 半导体陶瓷湿度传感器中有一个加热线圈，在控制系统中需半导体陶瓷湿度传感器中有一个加热线圈，在控制系统中需有相应的控制电路，有相应的控制电路，定时给加热线圈通电对传感器进行清洗定时给加热线圈通电对传感器进行清洗；、电容式湿度传感器；、电容式湿度传感器； 电容湿度传感器是利用当湿度变化时，改变电容器极间介质电容湿度传感器是利用当湿度变化时，改变电容器极间介质的介电常数，通过电容器容量的测量来测量相对湿度的。的介电常数，通过电容器容量的测量来测量相对湿度的。3.4、空调自控系统中常用的调节器、空调自控系统中常用的调节器3.4.1、基本概念：、基本概念：1、调节器、调节器 (又称控制器又称

42、控制器)的作用：的作用： 调节器的作用是将传感器调节器的作用是将传感器(或变送器或变送器)送来的被控参数的检测送来的被控参数的检测值与工艺给定值相比较后产生的偏差，按照选用的控制规律值与工艺给定值相比较后产生的偏差，按照选用的控制规律(P、I、D及其组合及其组合)进行运算，发出统一标准的控制信号，从进行运算，发出统一标准的控制信号，从而对执行器而对执行器(或电动阀或电动阀)进行有序地控制，以实现生产过程中温进行有序地控制，以实现生产过程中温度、湿度、压差、流量及其它工艺参数的自动控制。度、湿度、压差、流量及其它工艺参数的自动控制。2、控制器的控制规律：、控制器的控制规律： 所谓控制器的控制规律

43、是指控制器输出信号与输入信号之间所谓控制器的控制规律是指控制器输出信号与输入信号之间随时间变化的规律。随时间变化的规律。3、控制器的基本控制规律有：、控制器的基本控制规律有： 比例比例(P)控制、积分控制、积分(I)控制、微分控制、微分(D)控制；控制； 由这些控制规律可组成由这些控制规律可组成P、PI、PID等几种常用的控制器；等几种常用的控制器；例：采用数字直接控制的空气处理系统示意图例：采用数字直接控制的空气处理系统示意图3.4.2、电动（电子）调节器、电动（电子）调节器1、调节器的基本功能：、调节器的基本功能：、给定值、比较值的设定；、给定值、比较值的设定；、参数的指示与显示；、参数的

44、指示与显示；、对输入的偏差信号进行判别、对输入的偏差信号进行判别 与运算及操作；与运算及操作；2、几种电子调节器的外形：、几种电子调节器的外形：3.4.3、常用调节器的类型、常用调节器的类型1、XTMA1000系列智能数显调节仪简介系列智能数显调节仪简介、内部控制方框图、内部控制方框图、主要控制功能、主要控制功能 可进行温度或湿度控制；可进行温度或湿度控制； 即可进行单机独立控制，也可组成网络控制；即可进行单机独立控制，也可组成网络控制； 控制器可对输出信号是非线性传感器的进行线性控制器可对输出信号是非线性传感器的进行线性 化处理；化处理； 调节器具有较理想的控制特性，它采用不完全的调节器具有

45、较理想的控制特性，它采用不完全的 的微分的微分PID离散控制算法；离散控制算法； 具有抗积分饱和功能及正、反作用选择；具有抗积分饱和功能及正、反作用选择； PID自整定、程序、三位输入、报警等；自整定、程序、三位输入、报警等； 数据的断电保存；数据的断电保存； 抗干扰能力强；抗干扰能力强；、主要技术指标、主要技术指标、输入形式、输入形式1、热电偶：、热电偶： S、B、K、E、T（表示温度范围）；（表示温度范围）；2、热电阻：、热电阻：Pt100、Cu50；3、线性输入：、线性输入：05V DC、15V DC、 010mA、420mA;、精度、精度1、测量精度：、测量精度：0.3FS1dig（位

46、）；（位）；2、分辨率：、分辨率：14bit;3、采样周期：、采样周期：0.5S;4、输入阻抗：热电偶，、输入阻抗：热电偶，mV输入输入1 M ； 直流电流输入：直流电流输入：250 ；、输出形式：（仅提供选择一种方式）、输出形式：（仅提供选择一种方式）1、连续电流：、连续电流：010mA DC、420mA DC;2、二位、二位PID：控制周期：控制周期1200S，继电器触点输出；，继电器触点输出；3、三位、三位PID：死区：（：死区：（ 010.0 ）可调；）可调； 继电器动作范围：（继电器动作范围：（ 0.110 ）可调；）可调；继电器动作周期继电器动作周期1200S；阀位反馈信号：阀位反

47、馈信号：010mA DC 或或 420mA DC;、PID参数范围：参数范围：1、比例带、比例带PB：（：（0.1400.0） （ PB 0 时为开关控制）；时为开关控制）；2、积分时间、积分时间Ti： 19999S；3、积分时间、积分时间TD：09999S（ TD 0时微分作用切除）；时微分作用切除）；三位三位PID “死区死区”的含义的含义VBVALUoutVAHVAVBVALVAHUoutVA+U-U0+U-U2、国产、国产“安东安东”LU906H智能温度控制器：智能温度控制器：、 LU906H智能温度控制器的特点智能温度控制器的特点 LU906H温差控制器主要用于控制两个温度点的温差值

48、，温差控制器主要用于控制两个温度点的温差值，如空调系统中的冷冻水、冷却水的出水与回水的温差控制，如空调系统中的冷冻水、冷却水的出水与回水的温差控制，使得不管系统的使用量如何变化，使得不管系统的使用量如何变化， 出水与回水的温差值为恒出水与回水的温差值为恒定，保证系统的供冷处于最佳状态，从而可达到节能效果。定，保证系统的供冷处于最佳状态，从而可达到节能效果。 LU906H智能温差控制器是智能型、高精度的数显控制智能温差控制器是智能型、高精度的数显控制器，仪表集多种输入型号、输出方式、控制力器，仪表集多种输入型号、输出方式、控制力式于一机，式于一机，采用模糊理沦和传统采用模糊理沦和传统PID控制相

49、结合的控制方式进行控制，控制相结合的控制方式进行控制，具有响应快，超调小、稳定精度高的优点。具有响应快，超调小、稳定精度高的优点。 LU906H温差控制器采用双四位温差控制器采用双四位LED数码显示，可同时数码显示，可同时显示两路测量值。具有手动自动无扰动切换及自整功能，显示两路测量值。具有手动自动无扰动切换及自整功能，具有上电软起动功能。具有上电软起动功能。、主要技术指标、主要技术指标、基本误差：、基本误差： (0 2F.S+1)个字；个字；、分辨力：、分辨力：1、0.1、输入形式、输入形式： 热电偶：热电偶： K、S、B、T、E、J； 热电阻：热电阻：Ptl00，Cu50、Cu100； 输

50、入电流：输入电流：010mA、420mA； 输入电压：输入电压：05V DC、15V DC； 特殊输入：特殊输入：R、mV、其它；、其它；、输出形式：、输出形式： J1：继电器输出（阻性：继电器输出（阻性250VAC3A常开常开+常闭）；常闭）； J2：继电器辅出（阻性：继电器辅出（阻性250VAC08A常开）；常开）； T：固态继电器触发输出（：固态继电器触发输出（12V40mA）；）； T1：单路可控硅过零触发输出；：单路可控硅过零触发输出； T2：两路可控硅过零触发输出；：两路可控硅过零触发输出； I1：控制电流输出：控制电流输出（ 010mA420mA ）；）； I2：电流变送输出：电

51、流变送输出（ 010mA420mA ）；）； V1：DCl2V50mA馈电模块馈电模块 V2：DC24V50mA馈电模块馈电模块 V3：DC5V50mA馈电模块馈电模块 V5：控制变送电压：控制变送电压(05V或或15V,010V); R：RS232通讯模块；通讯模块； S：RS485通讯模块；通讯模块； C1：单相可控硅移相触发；：单相可控硅移相触发； C3：三相三线可控硅移相触发；：三相三线可控硅移相触发； C4：三相四线可控硅移相触发；：三相四线可控硅移相触发； 热电偶冷端补偿误差：热电偶冷端补偿误差：l 断偶或超量程：显示符号断偶或超量程：显示符号Sb； 采样周期：采样周期：0.5秒秒

52、 电源电压电源电压85264V AC 功耗：功耗：4W、“安东牌安东牌”LU-906H智能温差控制器接线图智能温差控制器接线图3、WSZ-3型模（件）块式温、湿度调节仪简介型模（件）块式温、湿度调节仪简介、调节仪的主要特点：、调节仪的主要特点：、巡测和调节功能：、巡测和调节功能： 可实现可实现8路温度、湿度参数和路温度、湿度参数和8路设定值的巡测功能，路设定值的巡测功能，8路参路参数的自动控制以及上、下限报警功能。数的自动控制以及上、下限报警功能。、通讯功能：、通讯功能： 通过网络控制器，通过网络控制器，RS485接口和控制主机（系统机），可实接口和控制主机（系统机），可实现空调自控系统的图形

53、显示，温、湿度数据记录等功能。现空调自控系统的图形显示，温、湿度数据记录等功能。、计算功能：根据被测点的温、湿度参数可计算其焓值含、计算功能：根据被测点的温、湿度参数可计算其焓值含湿量，还可计算并显示出露点温度和湿球温度。湿量，还可计算并显示出露点温度和湿球温度。、特殊功能控制：、特殊功能控制： 智能显示单元有智能显示单元有4个开关量输入和输出，可实现报警，远方个开关量输入和输出，可实现报警，远方启动、停止或根据新回风焓差，调节新回风比例，实现节能启动、停止或根据新回风焓差，调节新回风比例，实现节能控制。控制。、调节仪的主要功能和技术指标（、调节仪的主要功能和技术指标（P85）、调节仪的组成方

54、框图及工作原理、调节仪的组成方框图及工作原理、功能模块实现的功能、功能模块实现的功能、温、湿度变送功能：、温、湿度变送功能：、调节功能：、调节功能：a) 、两路单继电器输出的断续调节；、两路单继电器输出的断续调节；b) 、双继电器输出（调节方式为三位或三位、双继电器输出（调节方式为三位或三位PI的的 温度调节）；温度调节）；、特殊调节功能：如串级调节、双分程选择控制；、特殊调节功能：如串级调节、双分程选择控制；、功能模块的工作原理与特性：、功能模块的工作原理与特性： RtRA2测量电桥GDRtB4测量电桥放大及线性化放大及线性化+15V -15VA3B3RRDA4B2RRRR=5、变送模块及变

55、送器、变送模块及变送器、GRM-22铂热电阻温度变送器模块方框图铂热电阻温度变送器模块方框图、采用、采用GRM-49双温、湿变送模块方框图双温、湿变送模块方框图、位式调节模块、位式调节模块、GTD-206温度位式调节模块原理方框图温度位式调节模块原理方框图继电器 动作断开偏差0-2.5%吸合+2.5%、时间比例调节模块、时间比例调节模块调节规律：、连续输出、连续输出PID调节模块调节模块、三位、三位PI调节模块调节模块、温度三位、温度三位PI调节模块调节模块、湿度三位、湿度三位PI调节模块调节模块、特殊功能调节模块、特殊功能调节模块、串级调节模块、串级调节模块 串级调节模块的功能：串级温度调节

56、模块可实现两路温度的串级调节模块的功能：串级温度调节模块可实现两路温度的变送以及两路温度参数的串级（主回路为连续变送以及两路温度参数的串级（主回路为连续PID，副回路为，副回路为位式位式PID）调节功能；）调节功能；、GFL-20分程差选模块分程差选模块、分程控制的基本概念、分程控制的基本概念 由一台控制器（调节器）的输出信号去控制两个或由一台控制器（调节器）的输出信号去控制两个或两个以上的调节阀工作，而且每一个调节阀上的控制两个以上的调节阀工作，而且每一个调节阀上的控制信号只是控制器整个输出信号的某一段，通常将这种信号只是控制器整个输出信号的某一段，通常将这种控制方式称为分程控制；控制方式称

57、为分程控制；、GFL-20模块分程特性模块分程特性、分程控制的工作原理、分程控制的工作原理用分程器将用分程器将010VDC输入信号分为两个行程：输入信号分为两个行程：输入输入05V信号电压转换为信号电压转换为010V的反相输出信号，的反相输出信号，去控制加热（加湿）器；去控制加热（加湿）器；、分程控制的工作原理曲线、分程控制的工作原理曲线543210输入加热执行器开度8642输出10全开全开 制冷执行器开度510860421234输出输入012345789106246810r rr-调节不灵敏区 制冷执行器加热（加湿） 执行器输出输入543210输入加热执行器开度8642输出10全开全开 制冷

58、执行器开度510860421234输出输入、分程差选的优点、分程差选的优点 在全年多季节环境中空调系统都能可靠的运行；在全年多季节环境中空调系统都能可靠的运行； 可以有效避免冷热抵消，即节约了能源又能获得较高的控制可以有效避免冷热抵消，即节约了能源又能获得较高的控制 精度；精度； 能自动的完成不同季节的工况转换；能自动的完成不同季节的工况转换； 能够较好的处理与协调能够较好的处理与协调加热、冷却、加湿加热、冷却、加湿三者的工作方式；三者的工作方式；温度加热器相对湿度加湿器冷却器低温低温高温高温低湿高湿低湿高湿开开关开关（缓）开关关（缓）开开开关温度，湿度在设定值之内关关关、WSZ-3模块式温湿

59、度调节仪的应用模块式温湿度调节仪的应用、 WSZ-3模块式温湿度调节仪性能简介模块式温湿度调节仪性能简介、温、湿度连续、温、湿度连续PID分程差选自动调节；分程差选自动调节；、送风温度超限报警、保护；、送风温度超限报警、保护；、可用于高精度恒温、可用于高精度恒温0.30.5， 恒湿恒湿35RH；、主要功能：、主要功能：、温、湿度参数的、温、湿度参数的PID调节和工况自动转换。调节和工况自动转换。、送风温度及其设定值以及冷、热、湿三个阀门、送风温度及其设定值以及冷、热、湿三个阀门 的开度巡检。的开度巡检。、两个恒温室的精密自动控制。、两个恒温室的精密自动控制。、送风温度的超温保护、无风保护，防火

60、连锁及、送风温度的超温保护、无风保护，防火连锁及 报警功能。报警功能。、具有、具有RS-485通讯接口，可以实现系统的集中控制。通讯接口，可以实现系统的集中控制。空调房间精密恒温恒湿自动控制系统原理图空调房间精密恒温恒湿自动控制系统原理图、E3000系列电子式仪表中的断续式调节器系列电子式仪表中的断续式调节器、EDRL21型调节器简介型调节器简介、原理方框图；、原理方框图；、特点：带有室外温度补偿的双参数输入功能；、特点：带有室外温度补偿的双参数输入功能； 即：即：F1室温信号输入端；室温信号输入端； F2室外温度补偿信号输入端；室外温度补偿信号输入端； -E、-E1调节器给定值减小的外部再整