热电式传感器 (4)课件

1、关于热电式传感器 (4)第一张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月热电温度是与人类生活息息相关的物理量。光、声的强度即使增大10，也不会对人们的感觉有太大的影响，但是空间温度的变化却对人类有较大影响。温度检测始于2000多年前。工业生产自动化流程，温度测量点要占全部测量点的一半左右。温度传感器是应用最广泛、发展最快的传感器之一。工业、农业、商业、科研、国防、医学及环保等部门都与温度有着密切的关系。标准大气压：101，325 Pa。温度是反映物体冷热状态的物理参数。概述第二张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月温度：衡量物体冷热程度的物理量，反映了物体内部分子运动平均动能的大小。

2、温标：是温度的标尺，表示温度大小的尺度。国际温标(ITS90）：热力学温度，开尔文 （K）摄氏温标：摄氏度（ ） 华氏温标：华氏度（ ）t=T-273.15 t=（F-32）5/9温度的基本概念第三张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月 随物体的热膨胀相对变化而引起的体积变化 蒸气压的温度变化 电极的温度变化 热电偶产生的电动势 热电效应 介电常数、导磁率的温度变化 物质的变色 热放射 热噪声温度传感器的物理原理第四张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月体积热膨胀电阻变化温差电现象导磁率变化电容变化压电效应超声波传播速度变化物质 颜色PN结电动势晶体管特性变化可控硅动作特性变化

3、热、光辐射种类铂测温电阻、热敏电阻热电偶BaSrTiO3陶瓷石英晶体振动器超声波温度计示温涂料 液晶半导体二极管晶体管半导体集成电路温度传感器可控硅辐射温度传感器 光学高温计1.气体温度计 2. 玻璃制水银温度计3.玻璃制有机液体温度计 4.双金属温度计5.液体压力温度计 6. 气体压力温度计1 热铁氧体 2 Fe-Ni-Cu合金物理现象第五张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月随温度呈线性变化除温度以外，特性对其它物理量的灵敏度要低特性随时间变化要小重复性好，没有滞后和老化灵敏度高，坚固耐用，体积小，对检测对象的影响要小机械性能好，耐化学腐蚀，耐热性能好能大批量生产，价格便宜无危险性

4、，无公害温度传感器的要求第六张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月分 类特 征传 感 器 名 称超高温用传感器1500以上光学高温计、辐射传感器高温用传感器10001500光学高温计、辐射传感器、热电偶中高温用传感器5001000光学高温计、辐射传感器、热电偶中温用传感器0500低温用传感器-2500极低温用传感器-270-250BaSrTiO3陶瓷晶体管、热敏电阻、压力式玻璃温度计这个范围的测温传感器种类最多 测 温 范 围温度传感器分类第七张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月分 类特 征传 感 器 名 称测温范围宽输出小测温电阻器、晶体管、热电偶半导体集成电路传感器、可控

5、硅、石英晶体振动器、压力式温度计、玻璃制温度计线性型测温范围窄输出大热敏电阻指数型函数开关型特性特定温度输出大感温铁氧体、双金属温度计测 温 特 性温度传感器分类第八张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月分 类特 征传 感 器 名 称测定精度0.10.5铂测温电阻、石英晶体振动器、玻璃制温度计、气体温度计、光学高温计温度标准用测定精度0.55热电偶、测温电阻器、热敏电阻、双金属温度计、压力式温度计、玻璃制温度计、辐射传感器、晶体管、二极管、半导体集成电路传感器、可控硅绝对值测定用管理温度测定用相对值15 测 定 精 度温度传感器分类第九张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月输出

6、电压（电流）与温度是线性关系用集成温敏传感器。要求较高测量精度时选用晶体温敏传感器。接触式测温，被测物的热容量远大于传感器的热容量。测量移动物体的温度、高温物体的温度应用辐射式温度计。非接触的测量精度难达到1C以下。铂（铜）热电阻具有正温度系数。要消除引线内阻的影响。热敏电阻与温度是对数变化，要线性化。双金属片温度计温度变化直接引起机械变化。温度传感器选用第十张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月热电偶第十一张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月热电偶第十二张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月热电效应 将两种不同性质的导体A，B串接成一个闭合回路，如果两接合点处的温度

7、不同（T0T），则在两导体间产生热电势，并在回路中有一定大小的电流，这种现象称为热电效应。这种现象早在1821年首先由西拜克（Seeback）发现,所以又称西拜克效应。热电偶（Thermocouple） 第十三张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月当两个结点温度不相同时，回路中将产生电动势。 热电极A自由端参考端冷端测量端工作端热端热电极B热电势AB第十四张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月回路中两种导体叫热电极工作端或热端（T）参比端或冷端（T0）这两种导体的组合并将温度转换成热电动势的传感器叫做热电偶。热电势是由两种导体的接触电势和单一导体的温差电势所组成。第十五张，PP

8、T共一百一十八页，创作于2022年6月（1）接触电势不同金属导体接触，在接触表面形成一个稳定的电位差，叫做接触电势。（2）温差电势单一导体，如果两端温度不同，在两端间会产生电动势，即单一导体的温差电势。第十六张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月接触电势:eAB(T) 导体A、B结点在温度 T 时形成的接触电动势；e 单位电荷， e =1.610-19C；k 波尔兹曼常数， k =1.3810-23 J/K；NA、NB 导体A、B在温度为 T 时的电子密度。第十七张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月温差电势:eA(T，T0)导体A两端温度为T、T0时形成的温差电动势；T，T0

9、高低端的绝对温度； A汤姆逊系数，表示导体A两端的温度差为1时所产生的温差电势，例如在0时，铜的=2V/第十八张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月电子从浓度高的往浓度低的跑；电势从浓度高的指向浓度低的。电势与电压方向相反。电势是电源内部方向表示，电压是外界表现。第十九张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月第二十张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月由于在金属中自由电子数目很多，温度对自由电子密度的影响很小，故温差电动势可以忽略不计，在热电偶回路中起主要作用的是接触电动势。第二十一张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月在工程应用中，测出回路总电势后，用查热电偶分

10、度表的方法确定被测温度。八种国际通用热电偶（热电偶分度号） ： B:铂铑30铂铑6 、 R:铂铑13铂 、 S:铂铑10铂 、 K:镍铬镍硅 、 N:镍铬硅镍硅 、 E:镍铬铜镍、 J:铁铜镍 、 T:铜铜镍 ； 第二十二张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月B:铂铑30铂铑6 ：偶丝直径规定为0.5mm，允许偏差-0.015mm，其正极（BP）的名义化学成分为铂铑合金，其中含铑为30%，含铂为70%，负极（BN）为铂铑合金，含铑为量6%，故俗称双铂铑热电偶。该热电偶长期最高使用温度为1600，短期最高使用温度为1800。R:铂铑13铂：偶丝直径规定为0.5mm，允许偏差-0.015m

11、m，其正极（RP）的名义化学成分为铂铑合金，其中含铑为13%，含铂为87%，负极（RN）为纯铂，长期最高使用温度为1300，短期最高使用温度为1600。 第二十三张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月第二十四张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月如何由热电偶的热电势查热端温度值不同金属组成的热电偶，温度与热电动势之间有不同的函数关系，一般通过实验的方法来确定，并将不同温度下测得的结果列成表格，编制出热电势与温度的对照表，即分度表。直接从热电偶的分度表查温度与热电势的关系时的约束条件是：自由端（冷端）温度必须为0C 。供查阅使用，每10分档 。中间值按内插法计算。第二十五张，PP

12、T共一百一十八页，创作于2022年6月热电偶的基本定律1.匀质导体定律2.中间温度定律（连接导体定律）3.中间导体定律第二十六张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月匀质导体定律由一种均质导体组成的闭合回路，不论其导体是否存在温度梯度，回路中没有电流(即不产生电动势)；反之，如果有电流流动，此材料则一定是非均质的，即热电偶必须采用两种不同材料作为电极。第二十七张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月中间温度定律（连接导体定律）热电偶在两接点温度分别为T、T0时的热电动势等于该热电偶在接点温度分别为T、Tn和接点温度分别为Tn、T0时的相应热电动势的代数和。能实现冷端迁移第二十八张，

13、PPT共一百一十八页，创作于2022年6月第二十九张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月对于冷端温度不是零度时，热电偶为如何分度表的问题提供了依据。只要A、B组成的热电偶在冷端温度为零时的“热电动势 温度”关系已知，则它在冷端温度不为零时的热电动势即可知。中间温度定律表明：当在原来热电偶回路中分别引入与导体材料A、B相同热电特性的材料C、D即引入所谓补偿导线时，只要它们之间连接的两点温度相同，则总回路的热电动势与两连接点温度无关，只与热电偶两端的温度有关。能实现冷端迁移第三十张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月中间温度定律第三十一张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月

14、中间导体定律在热电偶回路中接入第三种导体称中间导体C，只要引入点（第三种导体的两接点）温度相同，热电偶回路总电动势不受中间导体接入的影响。在热电偶回路中接入电位计E，只要保证电位计与连接热电偶处的接点温度相等，就不会影响回路中原来的热电势。ET0T0TET0T1T1TABABCC不能实现冷端迁移第三十二张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月第三十三张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月第三十四张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月产生热电势条件：两电极材料不同，两接点温度不同。热电势大小与热电极的几何形状和尺寸无关。热电势的极性：热端失去电子为正，获得电子为负第三十五张

15、，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月铂铑10铂热电偶测温，参考冷端温度为室21，测得查表则由此查分度表 T92若直接用0.465mV查表，则T75。不能将752196作为实际温度。第三十六张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月在某特定条件下材料A与铂配对的热电势为13.967mV，材料B与铂配对的热电势为8.345mV，求出在此特定条件下材料A与材料B配对后的热电势。根据中间导体定律结论公式，有：EAB（T, T0）= EAC（T, T0）+ ECB（T, T0）依题意可知：EAC（T, T0）13.967mV；ECB（T, T0）8.345mV则：EAB(T, T0)13.9

16、67mV8.345mV5.622 mV因此，在此特定条件下材料A与材料B配对后的热电势为5.622 mV。第三十七张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月几种常用热电偶的热电势与温度的关系曲线第三十八张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月热电偶的结构型式工业用普通型热电偶铠装式热电偶（又称套管式热电偶）快速反应薄膜热电偶快速消耗微型热电偶第三十九张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月热电偶接点焊接要求：不引入第三种材料，接点大小适当。电极之间绝缘：热电偶电极的绝缘方法（a）裸线热电偶； （b）珠形绝缘热电偶；（c）双孔绝缘子热电偶；（d）石棉绝缘管热电偶第四十张，PPT共

17、一百一十八页，创作于2022年6月安装螺纹安装法兰工业用普通型热电偶第四十一张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月铠装热电偶由热电偶丝、绝缘材料和金属套管三者经拉伸加工而成的坚实组合体, 可以做得很细长, 使用中随需要能任意弯曲。第四十二张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月快速反应薄膜热电偶用真空蒸镀等方法使两种热电极材料蒸镀到绝缘板上而形成薄膜装热电偶。其热接点极薄(0.010.lm) 。特别适用于对壁面温度的快速测量。安装时,用粘结剂将它粘结在被测物体壁面上。尺寸为 6060.2mm; 测温范围在300以下；反应时间仅为几ms。第四十三张，PPT共一百一十八页，创作于20

18、22年6月快速反应薄膜热电偶第四十四张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月快速消耗微型热电偶可测钢水的温度。用直径为0.050.lmm的铂铑10一铂铑30热电偶装在U型石英管中，再铸以高温绝缘水泥，外面再用保护钢帽所组成。第四十五张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月快速消耗微型热电偶第四十六张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月快速消耗微型热电偶第四十七张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月热电偶的冷端处理和补偿热电偶的热电势大小不仅与热端温度的有关，而且也与冷端温度有关，只有当冷端温度恒定，通过测量热电势的大小得到热端的温度。 热电偶分度表给出的热电势是以冷

19、端温度0为依据，否则会产生误差。在实际应用中，由于热电偶的冷端与热端距离通常很近，冷端（接线盒处）又暴露于空间，受到周围环境温度波动的影响，冷端温度很难保持稳定，保持在0就更难。因此必须采取措施，消除冷端温度变化和不为0所产生的影响，进行冷端温度补偿。第四十八张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月热电偶的冷端处理和补偿1. 补偿导线法2. 热电偶冷端温度恒温法3. 计算修正法4. 电桥补偿法（冷端补偿器法）第四十九张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月补偿导线法热电偶冷端处在温度波动较大的地方时，必须首先使用补偿导线将冷端延长到一个温度稳定的地方，再考虑将冷端处理为。工程中采用

20、一种补偿导线。在0100温度范围内，要求补偿导线和所配热电偶具有相同的热电特性。热电偶补偿导线功能：实现了冷端迁移；降低了电路成本。第五十张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月常用补偿导线第五十一张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月热电偶补偿导线第五十二张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月补偿导线法需注意问题补偿导线只能用在规定的温度范围内（0100）；热电偶和补偿导线的两个接点处要保持温度相同；不同型号的热电偶配有不同的补偿导线；补偿导线正、负极需分别与热电偶正、负极相连；补偿导线的作用是对热电偶冷端延长。第五十三张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月冷端

21、温度恒温法将热电偶冷端置于冰水混合物的0恒温器内，使其工作与分度状态达到一致。通常用于实验室或精密的温度测量。中间温度定律中间导体定律第五十四张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月计算修正法热电势修正法在实际应用中，热电偶的参比端往往不是零，而是环境温度，这时测量出的回路热电势要小，因此必须加上环境温度与冰点之间温差所产生的热电势后才能符合热电偶分度表的要求。 例：铂铑10铂热电偶测温，参考冷端温度为室温21，测得查表得：则：查分度表得被测热端温度为：T92。第五十五张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月计算修正法温度系数修正法由实测热电势EAB（T，Tn）查表，得T，则真实温

22、度为： TTkTnk为热电偶修正系数，决定于热电偶种类和被测温度范围。例：铂铑10铂热电偶测温，参考冷端温度为21，实测EAB(T，Tn) =0.465mV查分度表：T=75；查修正系数表，对应于75的补正系数 k=0.82：k=0.82，Tn =21，则实际温度：T=75+0.8221=92.2第五十六张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月温度T/补正系数k铂铑10-铂(S)镍铬-镍硅（K）1000.821.002000.721.003000.690.984000.660.985000.631.006000.620.967000.601.008000.591.009000.561.0

23、010000.551.0711000.531.1112000.5313000.5214000.5215000.5316000.53热电偶修正系数 第五十七张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月电桥补偿法（冷端补偿器法）冷端温度自动补偿。R1、R2、R3、RW为锰铜电阻，阻值几乎不随温度变化，RCu为铜电阻，电阻值随温度升高而增大。T0=0时，R1=R2=R3=RCu，电桥输出Uab=0，对热电偶电势无影响。T00时，Uab0，使Uab =U(T0 ,0 )= EAB(T0 ,0)，热电偶的热电势得到自动补偿。 第五十八张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月电桥补偿法（冷端补偿器

24、法）冷端温度自动补偿。R1、R2、R3、RW为锰铜电阻，阻值几乎不随温度变化，RCu为铜电阻，电阻值随温度升高而增大。T0=0时，R1=R2=R3=RCu，电桥输出Uab=0，对热电偶电势无影响。T00时，Uab0，Uab =U(T0 ,0 )= EAB(T0 ,0)，热电势得到自动补偿。 第五十九张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月热电偶的优缺点优点：1.温度转为电量，方便记录与控制；2.价廉容易买到，测量方法简单而且精度高，测量时间较短；3.测量范围宽，根据灵敏度与寿命选用种类与线径；4.可测较小物体温度以及狭窄场所的温度；5.被测物体与计量仪器的距离可较远。缺点：1.需要绝缘管

25、和保护管及基准接点；2.精度为0.2%左右；3.高温或长期使用时，定期检查与更换；4.组装时手接触或机油等使热电偶受到污染影响寿命，出现测温结点的断线故障。第六十张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月金属热电阻传感器（简称热电阻传感器）利用导体的电阻随温度变化的特性，对温度和与温度有关的参数（流量、导电率）进行检测的装置。热电阻传感器由电阻体、绝缘套管和接线盒等组成主要优点是：测量精度高；有较大的测量范围，尤其在低温；易于使用在自动测量和远距离测量中；与热电偶相比，它没有参比端误差问题。广泛用于测量 -200+850，少数可测1000热电阻第六十一张，PPT共一百一十八页，创作于202

26、2年6月热电阻第六十二张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月热电阻金属电阻的温度系数TCR-temperature coefficient of resistance 第六十三张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月热电阻材料和常用热电阻热电阻材料必须具有以下特点：高且稳定的温度系数和大的电阻率，这样可以提高灵敏度和保证测量精度；热容量小且良好的输出特性，即电阻与温度的变化接近于线性关系；在使用范围内，化学、物理性能应保持稳定；良好的工艺性，以便于批量生产，降低成本。目前使用最广泛的热电阻材料是铂和铜、镍。铂热电阻（目前最好材料）：主要作为标准电阻温度计铜热电阻：测量精度要求不高

27、且温度较低的场合，测量范围一般为50150。第六十四张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月铂（热）电阻主要作为标准电阻温度计，长时间稳定的复现性可达10-4 K ，是目前测温复现性最好的一种温度计。铂电阻的精度与铂的纯度有关。铂电阻的纯度以R100/R0表示。 W（100）越高，表示铂丝纯度越高。国际实用温标规定，作为基准器的铂电阻，W（100）1.3925。目前技术水平已达到W（100）1.3930，工业用铂电阻的纯度W（100）为1.3871.390。 我国的W（100）为1.391。（ Rt：温度为t时的铂电阻的电阻值 ）第六十五张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月 铂

28、电阻特性方程R0、Rt温度为0及t时的铂电阻的电阻值。A、B、C常数值，W(100)=1.391时：A=3.9684710-3 B=5.84710-7 C=4.2210-12国家标准规定工业用标准铂电阻，百度电阻比W(100) 为大于1.391，R0分为50和100两种，分度号分别为Pt50和Pt100，分度表可查阅。 第六十六张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月铂电阻分度表 第六十七张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月铂电阻特性曲线第六十八张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月铜（热）电阻精度要求不高且温度较低的场合：50150温度范围内线性关系好，灵敏度比铂电阻

29、高，容易提纯、加工，价格便宜，复制性能好。易于氧化，一般只用于150以下的低温测量和没有水分及无侵蚀性介质的温度测量。与铂相比，铜的电阻率低，铜电阻的体积较大。R0分为50和100两种，分度号分别为Cu50和Cu100，分度表可查阅。Pt：A=3.9684710-3第六十九张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月Cu电阻分度表 第七十张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月热电阻结构第七十一张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月铜热电阻体结构示意图 铂热电阻体结构示意图 热电阻结构第七十二张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月内部引线方式热电阻测量电路第七十三张，P

30、PT共一百一十八页，创作于2022年6月G：检流计；R1 ，R2 ，R3：固定电阻；R a：零位调节电阻； R t ：热电阻。当温度变化时，只要热电阻的三条引线长度和电阻温度系数相同，它们的电阻变化就不会影响电桥的状态，即不产生温度误差。三线制：工业用热电阻一般采用热电阻测量电路第七十四张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月四线制：实验室用高精度测量热电阻测量电路恒流源G供电，直流电位差计测量。Rt=U/I第七十五张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月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。优点： (1) 热敏电阻的温度系数大，比金属热电阻大10100倍左右。 （阻

31、值在110M之间可供自由选择，-40350） (2) 电阻率大，体积小，热惯性小。 (3) 结构简单、机械性能好、稳定性好。 （4）抗干扰能力强。 （5）材料加工容易、性能好、原料资源丰富，价格低廉。缺点： 线性度较差，复现性和互换性较差。热敏电阻半导体材料的温度系数第七十六张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月热敏电阻第七十七张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月热敏电阻第七十八张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月热敏电阻分类PTC热敏电阻正温度系数Positive Temperature Coefficient NTC热敏电阻很高的负温度系数 Negative T

32、emperature Coefficient。 CTR热敏电阻临界温度系数Chop Temperature Resistor突变型负温度系数热敏电阻第七十九张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月1.温度特性（1）NTC型，在不太宽的温度范围内（小于450），电阻-温度特性经验公式RT、RT0温度为T、T0时热敏电阻器的电阻值；BNNTC热敏电阻的材料常数。一般为20006000，大小取决于热敏电阻的材料和尺寸。热敏电阻的主要特性1.温度特性热敏电阻的主要特性第八十张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月为了使用方便，常取环境温度为25（T0=25=298K）作为参考温度，则NTC

33、热敏电阻器的电阻温度关系式：1.温度特性热敏电阻的主要特性第八十一张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月82（2）PTC型的电阻温度特性，利用正温度热敏材料，在居里点附近结构发生相变引起导电率突变来取得的：104103102100100200PTC热敏电阻器的电阻温度曲线T/CR/Tp1Tp21.温度特性热敏电阻的主要特性第八十二张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月居里点（The Curie temperature ）19世纪末，著名物理学家皮埃尔居里发现当磁石加热到一定温度时，原来的磁性就会消失。后来，人们把这个温度叫居里点。 居里点也称居里温度或磁性转变点，是指材料可以在

34、铁磁体和顺磁体之间改变的温度，即铁电体从铁电相转变成顺电相引的相变温度。也可以说是发生一级相变的转变温度。低于居里点温度时该物质成为铁磁体，此时和材料有关的磁场很难改变。当温度高于居里点温度时，该物质成为顺磁体，磁体的磁场很容易随周围磁场的改变而改变。第八十三张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月可见： PTC热敏电阻的电阻温度系数tp ，正好等于它的材料常数BP的值。 第八十四张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月（1）NTC型热敏电阻的伏安特性。该曲线是在环境温度为T0时的静态介质中测出的静态UI曲线。NTC热敏电阻的静态伏安特性2.伏安特性热敏电阻的主要特性 T0：环境温

35、度；T：热敏电阻的温升。第八十五张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月2.伏安特性热敏电阻的主要特性（2）PTC型热敏电阻的伏安特性。第八十六张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月热敏电阻的基本参数1.标称电阻(Nominal Resistance)R25（冷阻）2.材料常数(Material Constant)BN表征负温度系数(NTC) 材料的物理特性常数。BN值决定于材料的激活能E，BN值随温度升高略有增加。3.电阻温度系数(Thermal Coefficient of Resistance)(%/)热敏电阻的温度变化1 时电阻值的变化率。4.耗散系数(Dissipati

36、on Constant)H热敏电阻器温度变化1所耗散的功率变化量。5.时间常数(Timr Constant)在零功率测量状态下，当环境温度突变时电阻器的温度变化量从开始到最终变量的63.2所需的时间。第八十七张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月6.最高工作温度Tmax在规定的技术条件下长期连续工作所允许的最高温度7.最低工作温度Tmin在规定的技术条件下能长期连续工作的最低温度。8.转变点温度Tc热敏电阻器的“电阻温度”特性曲线上的拐点温度，主要指正电阻温度系数热敏电阻和临界温度热敏电阻。9.额定功率(Rated Power)PE热敏电阻器在规定的条件下，长期连续负荷工作所允许的消耗

37、功率。在此功率下,它自身温度不应超过Tmax10.测量功率(Measured Power) P0热敏电阻器在规定的环境温度下,受到测量电流加热而引起的电阻值变化不超过0.1时所消耗的功率。热敏电阻的基本参数第八十八张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月11.工作点电阻RG在规定的温度和正常气候条件下，施加一定的功率后使电阻器自热而达到某一给定的电阻值。 12.工作点耗散功率PG电阻值达到RG时所消耗的功率。13.功率灵敏度KG热敏电阻器在工作点附近消耗功率lmW时所引起电阻的变化，在工作范围内，KG随环境温度的变化略有改变。14.稳定性热敏电阻在各种使用环境中，保持原有特性的能力。15

38、.热电阻值RH指旁热式热敏电阻器在加热器上通过给定的工作电流时,电阻器达到热平衡状态时的电阻值。热敏电阻的基本参数第八十九张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月16.加热器电阻值Rr指旁热式热敏电阻器的加热器，在规定环境温度条件下的电阻值。17.最大加热电流Imax指旁热式热敏电阻器上允许通过的最大电流。18.标称工作电流I指在环境温度25时，旁热式热敏电阻器的电阻值被稳定在某一规定值时加热器内的电流。19.标称电压在规定温度下标称工作电流所对应的电压值。20.元件尺寸指热敏电阻器的截面积A、电极间距离L和直径d。热敏电阻的基本参数第九十张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月热

39、敏电阻的结构形式构成：热敏探头、引线、壳体。二端和三端器件：为直热式，即热敏电阻直接由连接的电路获得功率；四端器件：旁热式第九十一张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月 温度测量 半导体热敏电阻传感器使用时先将切换开关S旋到1处接通校正电路，调节R6，用以消除由于电源E电压变化产生的误差。当热敏电阻感温元件插入被测介质后，再将切换开关旋到2处，接通测量电路，这时显示仪表的示值即为被测介质的温度值。热敏电阻点温计 第九十二张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月 温度控制由VR设定动作温度。VT1的be之间电压大于导通电压，VT1导通，VT2也导通，继电器吸合，电热丝加热。当实际温

40、度达到要求控制的温度时，由于R t（NTC型）的阻值降低，使VTl的be电压过低 , VTl截止，相继VT2截止，继电器断开，电热丝断电。简易温度控制器 第九十三张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月（3） 温度补偿仪表中的电阻温度补偿电路仪表中通常用的一些零件，多数是金属丝做成，如线圈、丝绕电阻等，金属一般具有正的温度系数，采用负温度系数的热敏电阻进行补偿，可以抵消由于温度变化所产生的误差。第九十四张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月 （4） 流量测量利用热敏电阻上的热量消耗和介质流速的关系可以测量流量、流速、风速等 热敏电阻流量计 热敏电阻Rt1和Rt2分别置于管道中央和

41、不受介质流速影响的小室中，当介质处于静止态时，使电桥平衡，桥路输出为零；当介质流动时，将Rt1的热量带走，致使Rt1阻值变化，桥路就有相应的输出量。介质从Rt1上带走的热量大小与介质流量有关，所以可以用它测流量。 第九十五张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月利用半导体PN结的电压或电流与温度有关的特性。按输出信号的形式，集成温度传感器可分为电压型（LM35） 、电流型（AD590 ）和数字型（DS18B20）。 灵敏度高 线性较好 重复性好 温度范围较窄（-80+150左右） 准确度较低集成温度传感器第九十六张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月LM35（电压型）美国NS公司

42、产品。其输出电压与摄氏温标呈线性关系，0 时输出为0V，每升高1，输出电压增加10mV。工作温度范围对于LM35和LM35A为-55+150，LM35C和LM35CA为-40+110，LM35D为-0+100。线性温度系数(灵敏度)为10.0mV/；非线性度小于0.5；输出阻抗低，在1mA负载电流时，输出阻抗只有0.1；静态电流小于60A；可采用单电源供电，也采用双电源供电，在测量温度范围内无需进行调整。第九十七张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月LM35（电压型）第九十八张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月T046封装 T092封装 T0220封装 LM35的基本电路请参

43、见相应数据手册 LM35（电压型）第九十九张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月T046封装 T092封装 T0220封装 LM35的常用基本电路 LM35（电压型）第一百张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月AD590（电流型）美国AD公司生产，国内同类产品SG590。测温范围-55+150。器件电源电压430V。输出电阻为710M。AD590共有I、J、K、L、M五档，其中M档精度最高，在-55+150范围内，非线性误差为0.3。I = KT TKKT标定因子，AD590的标定因子为1A/KI=KTTc273.2ATc摄氏温度；I 的单位为A。第一百零一张，PPT共一百一十

44、八页，创作于2022年6月AD590（电流型）第一百零二张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月第一百零三张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月DS18B20（数字型）单总线（1-WIRE）接口，仅需一根口线与MCU连接；无需外围元件；测温范围为-55125，精度为0.5；工作电源: 3.05.5V/DC ，可以数据线寄生电源。（寄生电源供电方式中，DS18B20的VDD引脚必须接地）A/D变换时间为200ms；第一百零四张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月DS18B20（数字型）第一百零五张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月DS18B20（数字型）第一百零六

45、张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月DS18B20（数字型）第一百零七张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月DS18B20（数字型）第一百零八张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月两种膨胀系数不同的金属薄片焊接在一起制成，是一种固体膨胀温度计。结构简单、牢固，可将温度转换成机械量变化，不仅测量温度，而且用于温度控制装置（开关的通断控制，使用相当广泛）。双金属温度计第一百零九张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月双金属温度计双金属感温元件（螺旋状）指针轴第一百一十张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月双金属温度计第一百一十一张，PPT共一百一十八页，创作于2022年6月双金属温度计第一百一