《感测技术》第五章热电传感器

第五章热电传感器第一节热电偶

第二节电阻温度传感器

第三节集成温度传感器

热电传感器是一种将温度变化转换为电量变化的装置，利用一些材料或元件的性能参数随温度而变化，通过测量该性能参数，而得到被测温度大小。属物性型传感器

第一节热电偶热电偶是将温度变化量转换为电势大小的热电传感器测温范围宽（－180℃～2800℃）精度高结构简单且便于远距离及多点测量

一、热电效应

在两种不同的导体组成的闭合回路中，若两连接点的温度不同时，闭合回路中就会产生电动势而形成电流，这种现象称之为热电效应。热电效应引起的电动势和电流，称为热电势和热电流热电偶是基于热电效应的测温装置两种不同物质的导体A和B两接触点T和T0当两接触点T和T0的温度不同时，热电偶回路中就产生热电势，因而热电势可分为接触电势和温差电势工作端热端

置于被测温度场自由端冷端

要求温度恒定结论：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）

热电偶的工作原理

测量端（工作端、热端）

热电极B热电势AB前端溶接

铠装热电偶(恶劣环境中使用)

金属保护管和热电偶线之间，封入粉末状的无机绝缘物。

可以在酸化和腐蚀性环境中使用，也可在高温领域使用（取决于保护管材质）。接地型温度响应较快,热电偶线和被测物体间非绝缘非接地型温度响应较慢，热电偶线和被测物体间绝缘热电偶的形状铠装热电偶

1．接触电势组成热电偶的两导体A和B属于不同的两物质，各自内部自由电子密度不同。扩散理论：在接触点处要产生扩散运动若导体A自由电子密度NA大，导体B自由电子密度NB小，则扩散结果，在接触点处导体A侧失去电子带正电，导体B侧得到电子带负电，于是在接触点处形成电场，该电场阻止电子扩散运动，当电场作用与扩散运动达到平衡时，在接触点处就产生稳定的接触电势EAB＝UA－UB。、两接触点处的接触电势分别表示如下：

①热端接触电势

k—波尔兹曼常数（1.38×10－23

J/K）q—电子电荷量（1.602×10－19

C）T—热端绝对温度K，绝对温度与摄氏温度的换算关系是x(K)

＝（

273+x）℃

NAT、NBT—导体A、B在温度为T(K)时的自由电子密度

②冷端接触电势式中T0—冷端绝对温度K；NAT0、NBT0—导体A、B在温度为T0(K)时的自由电子密度。

2．温差电势

由于热端T和冷端T0存在着温度差，在同一导体内，高温端的自由电子向低温端扩散，从而形成高温端与低温端的温差电势。①导体A温差电势

σA

—导体A的汤姆逊系数，其大小与材料性质和导体两端的平均温度有关。

②导体B温差电势

σB—导体B的汤姆逊系数

3．回路总电势由导体A和B组成的热电偶回路，当接触点温度T＞T0时，回路总电势等于接触电势与温差电势的代数和由于温差电势通常远远小于接触电势，因而工程计算上可以把接触电势看成回路总电势令NA>NB以热端接触电势（EAB（T））的方向为正方向，则

当热电偶导体A和B材料一定时，回路总电势成为热端和冷端的温度函数。在实际测温中，总是把冷端置于某一恒温下，此时冷端接触电势为一常量即，则

此时回路总电势仅决定于热端接触电势，即只与热端温度有关，两者之间是单值的函数关系

二、热电偶工作特性产生回路电势的必要充分条件是：1、组成热电偶的两导体A和B热电特性不同2、两接触点T和T0温度不同。因而各种类型的热电偶测温时总有一些共同的工作特性，了解这些特性，有利于我们对热电偶有效利用。

1．基本特性①当组成热电偶的两导体A、B性能相同时，则无论接触点处温度如何，热电偶回路总电势为零

②当热电偶两接触点处的温度T和T0相等时，尽管组成热电偶的两导体A和B不同，热电偶回路总电势为零

③热电偶回路电势仅与导体A、B两接触点处的温度有关，而与导体A或B中间任一点温度无关

2．基本定律

①中间导体定律用热电偶测温时，在热电偶回路中接入第三种导体，只要第三种导体的两端温度相同，则不影响热电偶回路的总电势。即

这一定律在实现热电偶测温工作中十分有用。

②标准电极定律

导体A、B组成热电偶的回路电势EAB（T，T0），等于导体A、C和C、B组成热电偶回路电势EAC（T，T0）与ECB（T，T0）之代数和

导体C

被称为标准电极，通常用纯铂（Pt）作标准电极证明：

③中间温度定律热电偶在接触点温度为T、T0时的回路电势，等于该热电偶在接触点温度为T、Tn和Tn、T0（T＞Tn＞T0）时回路电势之代数和。即例EAB（T，T0）＝EAB（T，Tn）+EAB（Tn，T0）

若T0＝0则有

EAB（T，0）＝EAB（T，Tn）+EAB（Tn，0）这个定律在热电偶冷端温度校正时很有用。证明：该定律是热电偶分度表应用的理论基础。分度表是参考温度为0℃时，热电偶的回路电势EAB（T，0）与被测温度T的数值对照表。若已知T，可查表求EAB（T，0）；反之，若已知EAB（T，0），亦可查表求出T。热电偶的分类分为：标准热电偶和非标准热电偶两类。标准热电偶：国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并具有统一的标准分度表的热电偶。一般均有相应配套的测量、显示仪表。非标准热电偶：不具备上述特征，主要应用在一些特殊场合。1988年1月1日以来，我国的热电偶全部采用国际标准生产，并指定了S、B、E、K、R、J和T七种标准化热电偶。1、S型热电偶——铂铑10-铂热电偶属贵金属热电偶。偶丝直径规定为0.5mm，允许误差-0.015mm，正极名义化学成分为铂铑合金（铑10%，铂90%），负极为纯铂，俗称单铂铑热电偶。长期使用时的最高温度为1300℃，短期为1600℃。缺点：1）热电势较小，灵敏度低；2）高温下机械强度下降；3）对污染非常敏感；4）成本高。2、B型热电偶——铂铑30-铂铑6热电偶属贵金属热电偶。偶丝直径规定为0.5mm，允许误差-0.015mm，正极名义化学成分为铂铑合金（铑30%，铂70%），负极也是铂铑合金（含铑量6%）。长期使用时的最高温度为1600℃，短期为1800℃。缺点：1）热电势较小，灵敏度低；2）高温下机械强度下降；3）对污染非常敏感；4）成本高。3、E型热电偶——镍铬-铜镍热电偶属廉金属热电偶。正极镍铬10合金（镍90%，铬10%），负极铜镍合金（铜55%，镍45%），使用温度-200~900℃。在所有热电偶中，其灵敏度最高。4、K型热电偶——镍铬-镍硅热电偶属廉金属热电偶。正极镍铬10合金，负极镍硅合金（镍97%，硅3%），使用温度-200~1300℃。其使用量为其他热电偶的总和。5、R型热电偶——铂铑13-铂热电偶属贵金属热电偶。正极铂铑合金（铂87%，铑13%），负极纯铂。长期使用的最高温度为1300℃，短期为1600℃。6、J型热电偶——铁-铜镍热电偶属廉金属热电偶。正极纯铁，负极铜镍合金（铜55%，镍45%）常用温度0~750℃。7、T型热电偶——铜-铜镍热电偶，又称铜-康铜热电偶属廉金属热电偶。正极纯铜，负极铜镍合金。测温范围-200~350℃。8、N型热电偶——镍铬硅-镍硅热电偶（最新国际化标准热电偶）属廉金属热电偶。正极镍铬硅合金（镍84.4%，铬14.2%，硅1.4%），负极镍硅镁合金（镍95.5%，硅4.4%，镁0.1%）。使用温度-200~1300℃。

三、热电偶冷端温度误差及补偿

当使用热电偶测温时，热电偶冷端的温度必须恒定，否则要引入冷端温度误差。

1．冰浴法

将热电偶冷端置于冰水中，使冷端保持恒定的0℃，它可以使冷端温度误差完全消失。这是一种最好的方法，但一般只有在实验室测温时才有可能实现。C、D应为同种材料的导体。E=BT1和T2应在同一温度场中，即T1=T2。

2．冷端温度修正法当冷端温度不是0℃，但能保持在某一恒定的温度Tn时，可采取相应的修正，将冷端温度校正到0℃，以便使用标准的分度表。热电势修正由中间温度定律

EAB（T，0）＝EAB（T，Tn）+EAB（Tn，0）可知，EAB（T，Tn）项为热电偶实测电势，EAB（Tn，0）可由分度表查出，故修正到冷端温度为0℃时的热电偶回路电势为EAB（T，0）可计算出，再查分度表求得被测温度T℃的大小例：当K型热电偶冷端温度为23℃时输出的热电动势的测量值为1.200mV，则热端温度为多少？

即已知求T分度表是E（T，0）的热电势值查表求E（23，0）热电动势(mV)温度℃0123456789-30-1.156-1.193-1.231-1.268-1.305-1.342-1.379-1.416-1.453-1.490-20-0.777-0.816-0.854-0.892-0.930-0.968-1.005-1.043-1.081-1.118-10-0.392-0.431-0.469-0.508-0.547-0.585-0.624-0.662-0.701-0.73900-0.039-0.0790.118-0.157-0.1970.236-0.275-0.314-0.353000.0390.0790.1190.1580.1980.2380.2770.3170.357100.3970.4370.4770.5170.5570.5970.6370.6770.7180.758200.7980.8380.8790.9190.9601.0001.0411.0811.1221.162301.2031.2441.2851.3251.3661.4071.4481.4891.5291.570401.6111.6521.6931.7341.7761.8171.8581.8991.9401.981502.0222.0642.1052.1462.1882.2292.2702.3122.3532.394602.4362.4772.5192.5602.6012.6432.6842.7262.7672.809702.852.8922.9332.8753.0163.0583.1003.1413.1833.224803.2663.3073.3493.3903.4323.4733.5153.5563.5983.639903.6813.7223.7643.8053.8473.8883.933.9714.0124.0541004.0954.1374.1784.2194.2614.3024.3434.3844.4264.467例：当K型热电偶冷端温度为23℃时输出的热电动势的测量值为1.200mV，则热端温度为多少？

即已知求T分度表是E（T，0）的热电势值查表求E（23，0）再查表求温度热电动势(mV)温度℃0123456789-30-1.156-1.193-1.231-1.268-1.305-1.342-1.379-1.416-1.453-1.490-20-0.777-0.816-0.854-0.892-0.930-0.968-1.005-1.043-1.081-1.118-10-0.392-0.431-0.469-0.508-0.547-0.585-0.624-0.662-0.701-0.73900-0.039-0.0790.118-0.157-0.1970.236-0.275-0.314-0.353000.0390.0790.1190.1580.1980.2380.2770.3170.357100.3970.4370.4770.5170.5570.5970.6370.6770.7180.758200.7980.8380.8790.9190.9601.0001.0411.0811.1221.162301.2031.2441.2851.3251.3661.4071.4481.4891.5291.570401.6111.6521.6931.7341.7761.8171.8581.8991.9401.981502.0222.0642.1052.1462.1882.2292.2702.3122.3532.394602.4362.4772.5192.5602.6012.6432.6842.7262.7672.809702.852.8922.9332.8753.0163.0583.1003.1413.1833.224803.2663.3073.3493.3903.4323.4733.5153.5563.5983.639903.6813.7223.7643.8053.8473.8883.933.9714.0124.0541004.0954.1374.1784.2194.2614.3024.3434.3844.4264.4671℃对应约0.04mV镍铬-铜镍热电偶分度表例：现用一支镍铬-铜镍热电偶测温。其冷端为30℃时显示仪表机械零点正好指向0℃；当读数为400℃时，是否可以认为测点（热端）温度为430℃？错误。测量仪表的刻度是以冷端为0℃刻度的，故此时的读数不是真实温度，应通过查分度表计算。读数为400℃，即某热端温度T，冷端30℃时对应的热电势为28.943而分度表是T相对于0℃的热电势。再查分度表求T每10℃热电势升高约0.8mV，0.2mV约相当于2.5℃T=422.5℃

3．延伸导线法

当热电偶冷端温度易受热端温度影响而在较大范围变化时，应先用补偿导线将热电偶冷端延伸到远离被测温度现场，使新的冷端处在比较稳定的温度环境中，然后再采用上述的冷端温度修正进行补偿

所采用的延伸导线A′、B′在一定的温度范围内具有与热电偶导体A、B

相同或相近的热电特性例：如图，利用K型热电偶和某智能温度表测温，利用补偿导线延伸，冷端温度为T0’=25℃，如果回路的热电势此时等于1.022mv，则温度表显示值为多少？如果施工时误将两根补偿线A’和B’接反，补偿线和热电偶连接位置温度T0=40℃，则显示温度为多少？查表即可热电动势(mV)温度℃0123456789-30-1.156-1.193-1.231-1.268-1.305-1.342-1.379-1.416-1.453-1.490-20-0.777-0.816-0.854-0.892-0.930-0.968-1.005-1.043-1.081-1.118-10-0.392-0.431-0.469-0.508-0.547-0.585-0.624-0.662-0.701-0.73900-0.039-0.0790.118-0.157-0.1970.236-0.275-0.314-0.353000.0390.0790.1190.1580.1980.2380.2770.3170.357100.3970.4370.4770.5170.5570.5970.6370.6770.7180.758200.7980.8380.8790.9190.9601.0001.0411.0811.1221.162301.2031.2441.2851.3251.3661.4071.4481.4891.5291.570401.6111.6521.6931.7341.7761.8171.8581.8991.9401.981502.0222.0642.1052.1462.1882.2292.2702.3122.3532.394602.4362.4772.5192.5602.6012.6432.6842.7262.7672.809702.852.8922.9332.8753.0163.0583.1003.1413.1833.224803.2663.3073.3493.3903.4323.4733.5153.5563.5983.639903.6813.7223.7643.8053.8473.8883.933.9714.0124.0541004.0954.1374.1784.2194.2614.3024.3434.3844.4264.467热电动势(mV)温度℃0123456789-30-1.156-1.193-1.231-1.268-1.305-1.342-1.379-1.416-1.453-1.490-20-0.777-0.816-0.854-0.892-0.930-0.968-1.005-1.043-1.081-1.118-10-0.392-0.431-0.469-0.508-0.547-0.585-0.624-0.662-0.701-0.73900-0.039-0.0790.118-0.157-0.1970.236-0.275-0.314-0.353000.0390.0790.1190.1580.1980.2380.2770.3170.357100.3970.4370.4770.5170.5570.5970.6370.6770.7180.758200.7980.8380.8790.9190.9601.0001.0411.0811.1221.162301.2031.2441.2851.3251.3661.4071.4481.4891.5291.570401.6111.6521.6931.7341.7761.8171.8581.8991.9401.981502.0222.0642.1052.1462.1882.2292.2702.3122.3532.394602.4362.4772.5192.5602.6012.6432.6842.7262.7672.809702.852.8922.9332.8753.0163.0583.1003.1413.1833.224803.2663.3073.3493.3903.4323.4733.5153.5563.5983.639903.6813.7223.7643.8053.8473.8883.933.9714.0124.0541004.0954.1374.1784.2194.2614.3024.3434.3844.4264.467查表得：T=50℃查表求EAB（40，0）和EAB（25，0）热电动势(mV)温度℃0123456789-30-1.156-1.193-1.231-1.268-1.305-1.342-1.379-1.416-1.453-1.490-20-0.777-0.816-0.854-0.892-0.930-0.968-1.005-1.043-1.081-1.118-10-0.392-0.431-0.469-0.508-0.547-0.585-0.624-0.662-0.701-0.73900-0.039-0.0790.118-0.157-0.1970.236-0.275-0.314-0.353000.0390.0790.1190.1580.1980.2380.2770.3170.357100.3970.4370.4770.5170.5570.5970.6370.6770.7180.758200.7980.8380.8790.9190.9601.0001.0411.0811.1221.162301.2031.2441.2851.3251.3661.4071.4481.4891.5291.570401.6111.6521.6931.7341.7761.8171.8581.8991.9401.981502.0222.0642.1052.1462.1882.2292.2702.3122.3532.394602.4362.4772.5192.5602.6012.6432.6842.7262.7672.809702.852.8922.9332.8753.0163.0583.1003.1413.1833.224803.2663.3073.3493.3903.4323.4733.5153.5563.5983.639903.6813.7223.7643.8053.8473.8883.933.9714.0124.0541004.0954.1374.1784.2194.2614.3024.3434.3844.4264.467再查表求对应的温度热电动势(mV)温度℃0123456789-30-1.156-1.193-1.231-1.268-1.305-1.342-1.379-1.416-1.453-1.490-20-0.777-0.816-0.854-0.892-0.930-0.968-1.005-1.043-1.081-1.118-10-0.392-0.431-0.469-0.508-0.547-0.585-0.624-0.662-0.701-0.73900-0.039-0.0790.118-0.157-0.1970.236-0.275-0.314-0.353000.0390.0790.1190.1580.1980.2380.2770.3170.357100.3970.4370.4770.5170.5570.5970.6370.6770.7180.758200.7980.8380.8790.9190.9601.0001.0411.0811.1221.162301.2031.2441.2851.3251.3661.4071.4481.4891.5291.570401.6111.6521.6931.7341.7761.8171.8581.8991.9401.981502.0222.0642.1052.1462.1882.2292.2702.3122.3532.394602.4362.4772.5192.5602.6012.6432.6842.7262.7672.809702.852.8922.9332.8753.0163.0583.1003.1413.1833.224803.2663.3073.3493.3903.4323.4733.5153.5563.5983.639903.6813.7223.7643.8053.8473.8883.933.9714.0124.0541004.0954.1374.1784.2194.2614.3024.3434.3844.4264.467读数为20℃

1．测量某一点温度图中T为工作端，A′B′为延伸导线，与导体A、B具有相近的热电特性；C为铜接头，保证两连接点温度相等；T0′为新的冷端，要求等温且恒定。

四、热电偶测温电路

2．测量两点温度差

ΔE＝EAB（T1）－EAB（T2）且要求热电偶新的冷端T0′等温且恒定，或测试仪表本身带有补偿装置，或软件修正。

3．测量多点温度的平均值

测量多点温度的平均值有两种基本形式的电路接法，如图所示。

（b）是采用多个热电偶并联测多点温度平均值的方法，此时仪表指示值即为多个热电偶热电势的平均值，即

ED=（E1+E2+E3+…EN）/N

（a）是采用多个热电偶相串联测多点温度平均值的方法，此时仪表指示多个热电偶电势之和，即

ES＝E1+E2+E3+…EN

式中N为热电偶个数，其平均值应通过计算式ED=ES

/N

求得；设置有除法电路的仪表，可由表头直接读出平均值

第二节电阻温度传感器

热电阻或热敏电阻都是利用材料的电阻对温度敏感的特性制成的电阻温度传感器，常用于－200～500℃范围内温度的测量。在低温区域，热电偶产生的热电势小，测量精度较低；采用热电阻可以获得很高的测量精度，而且不存在冷端补偿问题，因而在工业中被广泛应用。这类感温器件的材料有金属和半导体两大类，常称之为金属热电阻和半导体热敏电阻。

一、金属热电阻

纯金属热电阻器件的主要特性如下：①电阻温度系数大且稳定；②热容量小，热惯性小，反应速度快；③在测温范围内，材料的物理、化学性能稳定；④工艺性好，易复制、价格低。

1．铂热电阻目前制作热电阻的最好材料常用来制作标准测温器件铂电阻的阻值与温度之间关系接近于线性在0～850℃范围内可用下式表示

Rt＝R0（1+At+Bt2）

在－200～0℃范围内可用下式表示

Rt＝R0〔1+At+Bt2+C（t－100）t3〕

式中Rt、R0—温度分别为t和0℃时铂的电阻值；

A、B、C—实验常数

铂的纯度通常用百度电阻W（100）表示，即为

W（100）=R100/R0式中R100—温度为100℃时铂的电阻值

W（100）越大，表示铂丝纯度越高，目前工艺水平已达到纯度为99.999，其W（100）＝1.3930。不同纯度下铂的阻值R0和常数A、B、C不同

2．铜热电阻价格便宜、纯度可以获得很高在－50～150℃范围内灵敏度高，而且线性关系好但是在较高的温度下铜易氧化，只能用于低温及无浸蚀性介质中

铜热电阻的阻值与温度之间的函数关系如下式表示

Rt＝R0（1+αt）

式中Rt、R0—温度分别为t和0℃时铜的热电阻；

α—电阻温度系数，α＝（4.25～4.78）×10-3/℃。工业标准的铂热电阻和铜热电阻均有相对应的分度表，只要测量出某温度下的电阻值，即可查表得出温度。

3．测温电路

热电阻测温电路最常用的是电桥电路，在桥路中接入热电阻的方法有三线法和四线法两种。三线法热电阻Rt有三根连接导线，要求：直径、长度均相同，阻值均为r即：r1=r2=re=r。Re串在电源上，对电桥平衡没有影响，r1和r2分别串联在相邻桥臂。电桥平衡时，有：只要R1=R2，则r对桥路平衡就没有影响了。通常在Rt上串一个调零电阻来调平衡电桥调零时，依靠桥臂电阻R4＝（Ra+Rt）调节，电桥调零时参考温度应为0℃。三线法的主要缺点是调零电阻Ra直接与滑点的接触电阻串联，测温时会导致电桥零点不稳定。四线法原理图，图中调零电位器Ra滑动触点的接触电阻的不稳定不会破坏电桥的平衡及正常工作状态

二、半导体热敏电阻

正温度系数（PTC）负温度系数（NTC）临界温度系数（CTR）我们常说的热敏电阻一般是指NTC（NegativeTemperatureCoefficient）热敏电阻，NTC热敏电阻具有很高的负电阻温度系数，特别适用于－100～300℃温度范围内使用，既可作温度测量，亦可作电子控制系统中温控器件。

1．温度特性

NTC热敏电阻的阻值与温度之间近似指数关系，可由下式表示式中RT

、R0—温度为T、T0时的电阻值；

B—热敏电阻材料常数（K），随温度升高而增大；

T—被测温度（K）；

T0—参考温度（K）。为了使用方便，生产厂一般取T0＝25℃，T＝100℃，即T0＝298K，T=373K作为热敏电阻材料常数B的取值，则有式中R100和R25分别为T＝100℃和T0＝25℃时的电阻值

2．伏安特性

伏安特性也是热敏电阻重要特性之一，它表示在稳态情况下，通过热敏电阻上的电流I与热敏电阻两端之间电压U的关系NTC热敏电阻伏安特性当流过热敏电阻的电流很小时，NTC具有与PTC相同的伏安特性，服从欧姆定律，如图中oɑ段为一直线。随着电流的增加，热敏电阻耗散功率增加，其自身温度逐渐超过环境温度，其电阻开始下降，此时端电压随电流的增加而上升幅度变缓，如图中ɑb段。当电流上升到一定值Ip时，端电压达到最大值Um。此后电流继续上升，热敏电阻自身温度急剧增加，其电阻减小的速度超过电流增加的速度，此时，热敏电阻的端电压随电流的增加而下降，如图中bd段，即出现负阻区。当电流超过某一允许值时，热敏电阻将因过热而烧坏。

3．热敏电阻主要参数

①标称电阻值R25（Ω）标称电阻是25℃时的热敏电阻值。其大小由热敏电阻的材料和几何尺寸决定。②电阻温度系数α（%/℃）即热敏电阻的温度变化1℃时，其电阻值的变化率。③耗散系数H（W/℃）

即热敏电阻的温度变化1℃时，热敏电阻所耗散的功率，其大小与热敏电阻材料性能、结构及周围介质有关。④热容量C（J/℃）即热敏电阻的温度变化1℃时所吸收或释放的热量。

⑤

时间常数τ（S）时间常数表示热敏电阻加热或冷却的响应速度，以热容量与耗散系数之比来表示，即

τ＝C/H

热敏电阻的优点是电阻温度系数大，因而灵敏度高；热容量小，因而响应速度快。⑥最高工作温度Tm

热敏电阻在规定的技术条件下，长期连续工作所允许的最高温度。⑦额定功率PH（W）热敏电阻在规定的技术条件下，长期连续工作所允许的耗散功率。在此条件下热敏电阻自身的温度不应超过最高工作温度。

4．热敏电阻的应用

利用热敏电阻的阻值对温度变化灵敏度高的特性，可广泛应用于温度测量及温度控制电路中。热敏电阻测温电路电阻温度关系曲线考虑到热敏电阻的阻值与温度之间的非线性特性，采取与热敏电阻并联补偿电阻的方法进行线性化处理并联补偿电阻rc只要选得合适，可使温度在一定的范围内与并联等效电阻R=RT//rc呈线性关系冰箱的温控电路调节RW，可设定最低温度最高温度由R3、R4分压取得温度升高时，R1阻值降低，Vx上升；温度降低时，R1阻值升高，Vx降低。常开继电器，线圈通电时开关闭合，线圈失电时开关开路。冰箱的温控电路Vx>VH时，RS=01，Q=1，三极管导通，继电器闭合，压缩机工作，冰箱制冷，温度降低。冰箱的温控电路VH>Vx>VL时，RS=00，Q保持，三极管保持导通，继电器保持闭合，压缩机保持工作，冰箱继续制冷，温度继续降低。冰箱的温控电路VL>Vx时，RS=10，Q=0，三极管截止，继电器开路，压缩机停止工作，温度升高。

第三节集成温度传感器

一、温敏二极管及其应用

半导体温敏器件可分为电阻型和PN结型两大类上节介绍的半导体热敏电阻属于电阻型温敏器件本节是PN结型温敏器件

1．工作原理

由PN结理论，可求得PN结电压、电流及温度的函数关系为式中U—PN结正向电压；

I—PN结正向电流；

IS—PN结反向饱和电流；

q—电子电荷量；

k—波尔兹曼常数；

T—绝对温度；

Ug—