項目一 任務一、二、三、四、五 溫度傳感器

1、項目一項目一 溫度傳感器溫度傳感器2.1 溫度測量概述溫度測量概述2.2 熱電偶傳感器熱電偶傳感器2.3 熱電阻式傳感器熱電阻式傳感器2.4 集成溫度傳感器集成溫度傳感器2.5 其他溫度傳感器其他溫度傳感器 溫度傳感器是實現(xiàn)溫度檢測和控制的重溫度傳感器是實現(xiàn)溫度檢測和控制的重要器件。在種類繁多的傳感器中，溫度傳感要器件。在種類繁多的傳感器中，溫度傳感器是應用器是應用最廣泛最廣泛、發(fā)展、發(fā)展最快最快的傳感器之一。的傳感器之一。工業(yè)生產(chǎn)自動化流程，溫度測量點要占全部工業(yè)生產(chǎn)自動化流程，溫度測量點要占全部測量點的一半左右。測量點的一半左右。溫度是反映物體冷熱狀態(tài)的物理參數(shù)。溫度是反映物體冷熱狀態(tài)的物

2、理參數(shù)。 溫度標志著溫度標志著物質(zhì)內(nèi)部大量分物質(zhì)內(nèi)部大量分子無規(guī)則運動的子無規(guī)則運動的劇烈程度。溫度劇烈程度。溫度越高，表示物體越高，表示物體內(nèi)部分子熱運動內(nèi)部分子熱運動越劇烈。越劇烈。 模擬圖：模擬圖：在一個密閉的空間里，氣體分在一個密閉的空間里，氣體分子在高溫時的運動速度比低溫時快！子在高溫時的運動速度比低溫時快！低溫低溫高溫高溫2.1.1 溫度測量溫度測量 接觸式溫度傳感器 非接觸式溫度傳感器接觸式溫度傳感器的特點：傳感器直接與被測物體接觸進行溫度測量，由于被測物體的熱量傳遞給傳感器，降低了被測物體溫度，特別是被測物體熱容量較小時，測量精度較低。因此采用這種方式要測得物體的真實溫度的前提

3、條件是被測物體的熱容量要足夠大。非接觸式溫度傳感器主要是利用被測物體熱輻射而發(fā)出紅外線，從而測量物體的溫度，可進行遙測。其制造成本較高，測量精度卻較低。優(yōu)點是：不從被測物體上吸收熱量；不會干擾被測對象的溫度場；連續(xù)測量不會產(chǎn)生消耗；反應快等。2.1 溫度測量概述溫度測量概述u 隨物體的熱膨脹相對變化而引起的體積變化；隨物體的熱膨脹相對變化而引起的體積變化；u 蒸氣壓的溫度變化；蒸氣壓的溫度變化；u 電極的溫度變化電極的溫度變化u 熱電偶產(chǎn)生的電動勢；熱電偶產(chǎn)生的電動勢；u 光電效應光電效應u 熱電效應熱電效應u 介電常數(shù)、導磁率的溫度變化；介電常數(shù)、導磁率的溫度變化；u 物質(zhì)的變色、融解；物質(zhì)

4、的變色、融解；u 強性振動溫度變化；強性振動溫度變化；u 熱放射；熱放射；u 熱噪聲。熱噪聲。 溫度傳感器的物理原理物物理理現(xiàn)現(xiàn)象象體積熱膨脹體積熱膨脹電阻變化電阻變化溫差電現(xiàn)象溫差電現(xiàn)象導磁率變化導磁率變化電容變化電容變化壓電效應壓電效應超聲波傳播速度變化超聲波傳播速度變化物質(zhì)物質(zhì) 顏色顏色PN結(jié)電動勢結(jié)電動勢晶體管特性變化晶體管特性變化可控硅動作特性變化可控硅動作特性變化熱、光輻射熱、光輻射種種類類鉑測溫電阻、熱敏電阻鉑測溫電阻、熱敏電阻熱電偶熱電偶BaSrTiO3陶瓷陶瓷石英晶體振動器石英晶體振動器超聲波溫度計超聲波溫度計示溫涂料示溫涂料 液晶液晶半導體二極管半導體二極管晶體管半導體集成

5、電路溫度傳感器晶體管半導體集成電路溫度傳感器可控硅可控硅輻射溫度傳感器輻射溫度傳感器 光學高溫計光學高溫計1.氣體溫度計氣體溫度計 2. 玻璃制水銀溫度計玻璃制水銀溫度計3.玻璃制有機液體溫度計玻璃制有機液體溫度計 4.雙金屬溫度計雙金屬溫度計5.液體壓力溫度計液體壓力溫度計 6. 氣體壓力溫度計氣體壓力溫度計1熱鐵氧體熱鐵氧體 2Fe-Ni-Cu合金合金 此外，還有微波測溫溫度傳感器、噪聲測溫溫度傳感器、溫度圖測溫溫度傳感器、熱流計、射流測溫計、核磁共振測溫計、穆斯保爾效應測溫計、約瑟夫遜效應測溫計、低溫超導轉(zhuǎn)換測溫計、光纖溫度傳感器等。這些溫度傳感器有的已獲得應用，有的尚在研制中。2.1.

6、2 溫標溫標熱平衡：溫度是描述熱平衡系統(tǒng)冷熱程度的物理量。熱平衡：溫度是描述熱平衡系統(tǒng)冷熱程度的物理量。分子物理學：溫度反映了物體內(nèi)部分子無規(guī)則運動的分子物理學：溫度反映了物體內(nèi)部分子無規(guī)則運動的劇烈程度。劇烈程度。能量：溫度是描述系統(tǒng)不同自由度間能量分配狀況的能量：溫度是描述系統(tǒng)不同自由度間能量分配狀況的物理量。物理量。溫標：溫標：表示溫度大小的尺度是溫度的標尺。表示溫度大小的尺度是溫度的標尺。 1848年威廉年威廉湯姆首先提出以熱力學第二定律為基湯姆首先提出以熱力學第二定律為基礎，建立溫度僅與熱量有關(guān)，而與物質(zhì)無關(guān)的熱力學礎，建立溫度僅與熱量有關(guān)，而與物質(zhì)無關(guān)的熱力學溫標。因是開爾文總結(jié)出

7、來的，故又稱開爾文溫標，溫標。因是開爾文總結(jié)出來的，故又稱開爾文溫標，用符號用符號K表示。它是國際基本單位制之一。表示。它是國際基本單位制之一。1 1熱力學溫標熱力學溫標2 2國際實用溫標國際實用溫標 1968年國際實用溫標規(guī)定熱力學溫度是基本溫度，年國際實用溫標規(guī)定熱力學溫度是基本溫度，用用t表示，其單位是開爾文，符號為表示，其單位是開爾文，符號為K。1K定義為水定義為水三相點熱力學溫度的三相點熱力學溫度的1/273.16，水的三相點是指純水，水的三相點是指純水在固態(tài)、液態(tài)及氣態(tài)三項平衡時的溫度，熱力學溫標在固態(tài)、液態(tài)及氣態(tài)三項平衡時的溫度，熱力學溫標規(guī)定三相點溫度為規(guī)定三相點溫度為273.

8、16 K，這是建立溫標的惟一基，這是建立溫標的惟一基準點。準點。3攝氏溫標是工程上最通用的溫度標尺。攝氏溫標是在標準大是工程上最通用的溫度標尺。攝氏溫標是在標準大氣壓氣壓(即即101325Pa)下將水的冰點與沸點中間劃分一百個下將水的冰點與沸點中間劃分一百個等份，每一等份稱為攝氏一度等份，每一等份稱為攝氏一度(攝氏度，攝氏度，)，一般用小，一般用小寫字母寫字母 t 表示。與熱力學溫標單位開爾文并用。表示。與熱力學溫標單位開爾文并用。 攝氏溫標與國際實用溫標溫度之間的關(guān)系如下：攝氏溫標與國際實用溫標溫度之間的關(guān)系如下：4華氏溫標目前已用得較少，它規(guī)定在標準大氣壓下冰的融目前已用得較少，它規(guī)定在標

9、準大氣壓下冰的融點為點為32華氏度，水的沸點為華氏度，水的沸點為212華氏度，中間等分為華氏度，中間等分為180份，每一等份稱為華氏一度，符號用份，每一等份稱為華氏一度，符號用 ，它和攝，它和攝氏溫度的關(guān)系如下：氏溫度的關(guān)系如下：T= t+273.15 Kt =T-273.15 m=1.8n+32 n= 5/9 (m-32) 幾種溫標的對比幾種溫標的對比 正常體溫正常體溫為為37 C C ，相當于華相當于華氏溫度多氏溫度多少度？少度？ 公元公元1600年，伽里略研制出氣體溫度計。一百年年，伽里略研制出氣體溫度計。一百年后，研制成酒精溫度計和水銀溫度計。隨著現(xiàn)代工業(yè)后，研制成酒精溫度計和水銀溫度

10、計。隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)發(fā)展的需要，相繼研制出金屬絲電阻、溫差電動技術(shù)發(fā)展的需要，相繼研制出金屬絲電阻、溫差電動式元件、雙金屬式溫度傳感器。式元件、雙金屬式溫度傳感器。1950年以后，相繼研年以后，相繼研制成半導體熱敏電阻器。最近，隨著原材料、加工技制成半導體熱敏電阻器。最近，隨著原材料、加工技術(shù)的飛速發(fā)展、又陸續(xù)研制出各種類型的溫度傳感器。術(shù)的飛速發(fā)展、又陸續(xù)研制出各種類型的溫度傳感器。溫度傳感器的發(fā)展概況 示溫涂料（變色涂料）示溫涂料（變色涂料）裝滿熱水后圖案裝滿熱水后圖案變得清晰可辨變得清晰可辨變色涂料在電腦內(nèi)部溫度中的示溫作用變色涂料在電腦內(nèi)部溫度中的示溫作用CPU散散熱風扇熱風扇低溫時顯

11、示低溫時顯示藍色藍色溫度升高后變?yōu)榧t色溫度升高后變?yōu)榧t色體積體積熱膨脹式熱膨脹式 不需要電源，耐用；不需要電源，耐用；但感溫部件體積較大。但感溫部件體積較大。 氣體的體積與氣體的體積與熱力學溫度成正比熱力學溫度成正比紅外溫度計紅外溫度計2.2 熱電偶傳感器熱電偶傳感器 熱電偶在溫度的測量中應用十分廣泛。熱電偶在溫度的測量中應用十分廣泛。它構(gòu)造簡單，使用方便，測溫范圍寬，并且它構(gòu)造簡單，使用方便，測溫范圍寬，并且有較高的精確度和穩(wěn)定性。有較高的精確度和穩(wěn)定性。2.2.1 熱電偶測溫原理熱電偶測溫原理1. 1.熱電效應熱電效應 兩種不同材料的導體組成一個閉合回路兩種不同材料的導體組成一個閉合回路時

12、，若兩接點溫度不同，則在該回路中會產(chǎn)時，若兩接點溫度不同，則在該回路中會產(chǎn)生電動勢。這種現(xiàn)象稱為熱電效應，該電動生電動勢。這種現(xiàn)象稱為熱電效應，該電動勢稱為熱電勢。勢稱為熱電勢。 看一個實驗看一個實驗熱電偶工作原理演示熱電偶工作原理演示 結(jié)論：當兩個結(jié)點溫度不相同時，回路中將產(chǎn)生電動勢。結(jié)論：當兩個結(jié)點溫度不相同時，回路中將產(chǎn)生電動勢。熱電極熱電極A A自由端自由端（參考端、（參考端、冷端冷端）測量端測量端（工作端、（工作端、熱端熱端）熱電極熱電極B B熱電勢熱電勢AB熱電偶回路 圖1.1 熱電偶回路接觸電動勢含義：由于兩種不同導體的自由電子密度不同而在接觸處形成的電動勢。接觸電動勢的數(shù)值取決

13、于兩種不同導體的材料特性和接觸點的溫度。兩接點的接觸電動勢EAB(T)和EAB（T0）可表示為同一導體的兩端因其溫度不同而產(chǎn)生的一種電動勢。大小表示：大小表示： EA(T，T0)和EB(T，T0 ）溫差電動勢機理機理：高溫端的電子能量要比低溫端的電子能量大，從高溫端跑到低溫端的電子數(shù)比從低溫端跑到高溫端的要多，結(jié)果高溫端因失去電子而帶正電，低溫端因獲得多余的電子而帶負電，在導體兩端便形成溫差電動勢。注意兩種電動勢表示方法注意兩種電動勢表示方法熱電偶回路中產(chǎn)生的總熱電勢EAB(T, T0)=EAB(T)EB(T,T0)EAB(T0)EA(T,T0)通常，溫差電動勢極小，可忽略不計，熱電偶的熱電勢

14、可表示為：EAB(T, T0)=EAB(T)EAB(T0)1、影響因素取決于材料和接點溫度，與形狀、尺寸等無關(guān)EAB(T,T0)=EAB(T)c=f(T)可見：只要測出EAB（T,T0）的大小，就能得到被測溫度T，這就是利用熱電偶測溫的原理。 總結(jié)：2、兩熱電極相同時，總電動勢為03、兩接點溫度相同時，總電動勢為04、對于已選定的熱電偶，當參考端溫度T0恒定時，EAB(T0)=c為常數(shù)，則總的熱電動勢就只與溫度T成單值函數(shù)關(guān)系，即熱電偶的特點：熱電偶的特點：1、屬于自發(fā)電型傳感器，測量時可不加外接電源驅(qū)動動圈式儀表。2、測溫范圍廣，-2701800攝氏度。3、各溫區(qū)中的熱電勢均符合國際計量委員

15、會標準。熱電偶的分度表熱電偶的分度表 熱電偶的線性較差，多數(shù)情況下采用查表法熱電偶的線性較差，多數(shù)情況下采用查表法 我國從我國從1991年開始采用國際計量委員會規(guī)年開始采用國際計量委員會規(guī)定的定的“1990年國際溫標年國際溫標”（簡稱（簡稱ITS-90）的新）的新標準。按此標準，制定了相應的分度表，并且標準。按此標準，制定了相應的分度表，并且有相應的線性化集成電路與之對應。有相應的線性化集成電路與之對應。 直接從熱電偶的分度表查溫度與熱電直接從熱電偶的分度表查溫度與熱電勢的關(guān)系時的約束條件是：勢的關(guān)系時的約束條件是：自由端（冷端）自由端（冷端）溫度必須為溫度必須為0 0 C C。K熱電偶的熱電

16、偶的分度表分度表 （1）、均質(zhì)導體定律由一種導體組成的閉合回路，無論截面和形狀如何，都不能產(chǎn)生電動勢。由兩種均質(zhì)導體組成的熱電偶，其熱電動勢的大小只與兩材料及兩接點溫度有關(guān)，與熱電偶的大小尺寸、形狀及沿電極各處的溫度分布無關(guān)。即熱電偶必須由兩種不同性質(zhì)的均質(zhì)材料構(gòu)成。意義：有助于檢驗兩個熱電極材料成分是否相同及材料的均勻性。2、 熱電偶基本定律在熱電偶測溫回路內(nèi)，接入第三種導體時，只要第三種導體的兩端溫度相同，則對回路的總熱電勢沒有影響。（2）、中間導體定律 應用：利用熱電偶進行測溫，必須在回路中引入連接導線和儀表，接入導線和儀表后不會影響回路中的熱電勢。C0AB00( , )( )( )(

17、, )ABABABEt tEtEtEt t測量儀表及引線作為第三種導體的熱電偶回路 （3）、標準導體（電極）定律0C0C0( , )( , )( , )ABABEt tEt tEt t標準導體定律的意義v通常選用高純鉑絲作標準電極v只要測得它與各種金屬組成的熱電偶的熱電動勢，則各種金屬間相互組合成熱電偶的熱電動勢就可根據(jù)標準電極定律計算出來。 （4）、中間溫度定律EAB(t,t0)=EAB(t,tc)+EAB(tc,t0)在熱電偶測溫回路中，tc為熱電極上某一點的溫度，熱電偶AB在接點溫度為t、t0時的熱電勢EAB(t, t0)等于熱電偶AB在接點溫度t、tc和tc、t0時的熱電勢EAB(t,

18、 tc)和EAB(tc,t0)的代數(shù)和，即例如：EAB(t,0)=EAB(t,20)+EAB(20,t0)中間溫度定律tt0ABtctc)(AA)(BB中間溫度定律的應用根據(jù)這個定律，可以連接與熱電偶熱電特性相近的導體A和B，將熱電偶冷端延伸到溫度恒定的地方，這就為熱電偶回路中應用補償導線提供了理論依據(jù)。該定律是參考端溫度計算修正法的理論依據(jù)。在實際熱電偶測溫回路中,利用熱電偶這一性質(zhì),可對參考端溫度不為0的熱電勢進行修正。2.2.2 熱電偶的結(jié)構(gòu)形式與熱電偶材料熱電偶的結(jié)構(gòu)形式與熱電偶材料1熱電偶的種類熱電偶的種類（1）普通型熱電偶）普通型熱電偶 普通裝配型普通裝配型熱電偶的外形熱電偶的外形

19、安裝安裝螺紋螺紋安裝安裝法蘭法蘭普通普通裝配型裝配型熱電熱電偶的偶的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)放大圖放大圖 接線盒接線盒引出線套管引出線套管 固定螺紋固定螺紋 （出廠時用塑料包裹）（出廠時用塑料包裹）熱電偶工作端（熱端）熱電偶工作端（熱端） 不銹鋼不銹鋼保護管保護管（2）鎧裝熱電偶（纜式熱電偶）鎧裝熱電偶（纜式熱電偶） 鎧裝熱電偶是將熱電偶絲與電熔氧化鎂絕鎧裝熱電偶是將熱電偶絲與電熔氧化鎂絕緣物溶鑄在一起，外表再套不銹鋼管等構(gòu)成。緣物溶鑄在一起，外表再套不銹鋼管等構(gòu)成。 這種熱電偶耐高壓、反應時間短、堅固這種熱電偶耐高壓、反應時間短、堅固耐用。耐用。鎧裝型熱電偶鎧裝型熱電偶 鎧裝熱電偶的制造工藝：鎧裝熱電偶的制

20、造工藝：把熱電極材料與高溫絕把熱電極材料與高溫絕緣材料預置在金屬保護管中、運用同比例壓縮延伸工緣材料預置在金屬保護管中、運用同比例壓縮延伸工藝、將這三者合為一體，制成各種直徑、規(guī)格的鎧裝藝、將這三者合為一體，制成各種直徑、規(guī)格的鎧裝偶體，再截取適當長度、將工作端焊接密封、配置接偶體，再截取適當長度、將工作端焊接密封、配置接線盒即成為柔軟、細長的鎧裝熱電偶。線盒即成為柔軟、細長的鎧裝熱電偶。 鎧裝熱電偶特點：鎧裝熱電偶特點：內(nèi)部的熱電偶絲與外界空氣隔內(nèi)部的熱電偶絲與外界空氣隔絕，有著良好的抗高溫氧化、抗低溫水蒸氣冷凝、抗絕，有著良好的抗高溫氧化、抗低溫水蒸氣冷凝、抗機械外力沖擊的特性。鎧裝熱電偶

21、可以制作得很細，機械外力沖擊的特性。鎧裝熱電偶可以制作得很細，能解決能解決微小、狹窄場合微小、狹窄場合的測溫問題，且具有抗震、的測溫問題，且具有抗震、可彎曲、超長等優(yōu)點?？蓮澢⒊L等優(yōu)點。 鎧裝型熱電偶鎧裝型熱電偶 1-熱電極；熱電極；2-絕緣材料；絕緣材料；3-金屬套管；金屬套管；4-接線盒；接線盒；5-固定裝置固定裝置鎧裝型熱電偶外形鎧裝型熱電偶外形法蘭法蘭鎧裝型熱電偶可鎧裝型熱電偶可 長達上百米長達上百米薄壁金屬薄壁金屬 保護套管保護套管（鎧體）（鎧體） BA絕緣絕緣 材料材料鎧裝型熱電偶鎧裝型熱電偶橫截面橫截面（3）薄膜熱電偶）薄膜熱電偶 用真空鍍膜技術(shù)或真空濺射等方法，將熱電偶用真

22、空鍍膜技術(shù)或真空濺射等方法，將熱電偶材料沉積在絕緣片表面而構(gòu)成的熱電偶稱為薄膜熱材料沉積在絕緣片表面而構(gòu)成的熱電偶稱為薄膜熱電偶。電偶。 測溫范圍為測溫范圍為-200500。測量端既小又薄，。測量端既小又薄，熱容量小，響應速度快。適用于測量微小面積上的熱容量小，響應速度快。適用于測量微小面積上的瞬變溫度。瞬變溫度。 薄膜熱電偶薄膜熱電偶 （4）表面熱電偶）表面熱電偶 主要用于現(xiàn)場流動的測量，廣泛用于紡織、印染、造紙、主要用于現(xiàn)場流動的測量，廣泛用于紡織、印染、造紙、塑料及橡膠工業(yè)；探頭有各種形狀塑料及橡膠工業(yè)；探頭有各種形狀(弓形、薄片形等弓形、薄片形等)，以適，以適應于不同物體表面測溫用。在

23、其把手上裝有動圈式儀表，應于不同物體表面測溫用。在其把手上裝有動圈式儀表，讀數(shù)方便。測量溫度范圍有讀數(shù)方便。測量溫度范圍有0250和和0600兩種。兩種。 （5）防爆熱電偶）防爆熱電偶 在石油、化工、制藥工業(yè)中，生產(chǎn)現(xiàn)場有各種易然、易在石油、化工、制藥工業(yè)中，生產(chǎn)現(xiàn)場有各種易然、易爆等化學氣體，這時需要采用防爆熱電偶。它采用防爆型爆等化學氣體，這時需要采用防爆熱電偶。它采用防爆型接線盒，有足夠的內(nèi)部空間、壁厚及機械強度，其橡膠密接線盒，有足夠的內(nèi)部空間、壁厚及機械強度，其橡膠密封圈的熱穩(wěn)定性符合國家的防爆標準。因此，即使接線盒封圈的熱穩(wěn)定性符合國家的防爆標準。因此，即使接線盒內(nèi)部爆炸性混合氣體

24、發(fā)生爆炸時，其壓力也不會破壞接線內(nèi)部爆炸性混合氣體發(fā)生爆炸時，其壓力也不會破壞接線盒，其產(chǎn)生的熱能不能向外擴散傳爆，可達到可靠的防爆盒，其產(chǎn)生的熱能不能向外擴散傳爆，可達到可靠的防爆效果。效果。隔爆隔爆型熱電偶外形型熱電偶外形厚壁保護管厚壁保護管壓鑄的接線盒壓鑄的接線盒電纜線電纜線其他其他熱電偶外形熱電偶外形小形小形K K型熱電偶型熱電偶2.熱電偶組成材料及分度表熱電偶組成材料及分度表 為了準確可靠地進行溫度測量，必須對熱電偶為了準確可靠地進行溫度測量，必須對熱電偶組成材料嚴格選擇。組成材料嚴格選擇。 目前工業(yè)上常用的四種標準化熱電偶材料為目前工業(yè)上常用的四種標準化熱電偶材料為: 鉑銠鉑銠30

25、鉑銠鉑銠6、 鉑銠鉑銠10鉑、鉑、 鎳鉻鎳硅鎳鉻鎳硅 鎳鉻銅鎳（我國通常稱為鎳鉻康銅）。鎳鉻銅鎳（我國通常稱為鎳鉻康銅）。 組成熱電偶的兩種材料寫在前面的為正極，后組成熱電偶的兩種材料寫在前面的為正極，后面的為負極。面的為負極。 熱電偶的熱電動勢與溫度之關(guān)系表，稱之為分熱電偶的熱電動勢與溫度之關(guān)系表，稱之為分度表。度表。 八種八種國際通用熱電偶：國際通用熱電偶： B:B:鉑銠鉑銠3030鉑銠鉑銠6 6 、R:R:鉑銠鉑銠1313鉑鉑 、 S:S:鉑銠鉑銠1010鉑鉑、 K:K:鎳鉻鎳鉻鎳硅鎳硅 、 N:N:鎳鉻硅鎳鉻硅鎳硅、鎳硅、 E:E:鎳鉻鎳鉻銅鎳銅鎳、 J:J:鐵鐵銅鎳、銅鎳、 T:T:

26、銅銅銅鎳銅鎳 用于制造用于制造鉑鉑熱電偶熱電偶的各種的各種鉑鉑熱電偶絲熱電偶絲幾種常用熱電偶的測溫范圍及熱電勢幾種常用熱電偶的測溫范圍及熱電勢 分度號分度號 名稱名稱 測量溫度范圍測量溫度范圍 1000 C熱電勢熱電勢/ mVB鉑銠鉑銠3030鉑銠鉑銠6 6501820 C C4.8344.834R鉑銠鉑銠1313鉑鉑-501768 C C10.50610.506S鉑銠鉑銠1010鉑鉑-501768 C C9.5879.587K鎳鉻鎳鉻鎳鉻鎳鉻 (鋁鋁) -2701370 C C41.27641.276E鎳鉻銅鎳鎳鉻銅鎳 (康康 銅銅)270800 C C5種熱電偶的測溫范圍與熱電勢各有什么特

27、點？種熱電偶的測溫范圍與熱電勢各有什么特點？ 1、熱電偶的溫度補償當熱端溫度為t時，分度表所對應的熱電勢EAB(t,0)與熱電偶實際產(chǎn)生的熱電勢EAB(t,t0)之間的關(guān)系可根據(jù)中間溫度定律得到下式：EAB(t,0)=EAB(t,t0)+EAB(t0，0)由此可見，EAB(t0，0)是冷端溫度t0的函數(shù)，因此需要對熱電偶冷端溫度進行處理。2.2.3 熱電偶測溫及參考端溫度補償熱電偶測溫及參考端溫度補償在實驗室及精密測量中，通常把冷端放入0恒溫器或裝滿冰水混合物的容器中，以便冷端溫度保持0。這是一種理想的補償方法，但工業(yè)中使用極為不便。 （1）、 冷端0恒溫法 冰浴法 冰浴法接線圖冰浴法接線圖

28、1被測流體管道被測流體管道 2熱電偶熱電偶 3接線盒接線盒 4補償導線補償導線 5銅質(zhì)導線銅質(zhì)導線 6毫伏表毫伏表 7冰瓶冰瓶 8冰水混合物冰水混合物 9試管試管 10新的冷端新的冷端 1) 計算修正法用普通室溫計算出參比端實際溫度用普通室溫計算出參比端實際溫度TH，利用公式計算，利用公式計算例例 用銅用銅-康銅熱電偶測某一溫度康銅熱電偶測某一溫度T，參比端在室溫環(huán)境，參比端在室溫環(huán)境TH中，測得熱電動勢中，測得熱電動勢EAB(T，TH)=1.999mV，又用室溫，又用室溫計測出計測出TH=21,查此種熱電偶的分度表可知，查此種熱電偶的分度表可知，EAB(21,0)=0.832mV，故得，故得

29、EAB(T，0)=EAB(T，21)+EAB(21，T0)=1.999+0.832=2.831(mV)再次查分度表，與再次查分度表，與2.831mV對應的熱端溫度對應的熱端溫度T=68。EAB(T,T0)=EAB(T,TH)+EAB(TH,T0)（2）冷端溫度補償）冷端溫度補償【例例2.1】 用鎳鉻用鎳鉻鎳硅熱電偶測爐溫時，其冷鎳硅熱電偶測爐溫時，其冷端溫度端溫度30，在直流電位計上測得的熱電，在直流電位計上測得的熱電勢勢30.839mV，求爐溫。，求爐溫。解：解： 查鎳鉻查鎳鉻鎳硅熱電偶分度表鎳硅熱電偶分度表 （30，0）=1.203 mV EAB(T,0)=E(T,30)+ EAB(30

30、,0) =30.839+1.203=32.042(mV) 再查分度表得再查分度表得 T=770?！纠?.2】已知鉻合金已知鉻合金鉑熱電偶的鉑熱電偶的E(100，0) = +3.13 mV，鋁合金，鋁合金鉑熱電偶的鉑熱電偶的E(100，0) = -1.02 mV，求鉻合金，求鉻合金鋁合金組成熱電偶材料鋁合金組成熱電偶材料的熱電動勢的熱電動勢E(100，0)。 解：設鉻合金為解：設鉻合金為A，鋁合金為，鋁合金為B，鉑為，鉑為C，即，即 EAC(100，0) = +3.13 mV EBC(100，0) = -1.02 mV 則：則： EAB(100,0) = EAC(100,0) EBC(100,

31、0) = 4.15 mV【例例2.3】用鎳鉻-鎳硅熱電偶測量加熱爐溫度。已知冷端溫度t0=30，測得熱電勢EAB（t，t0）為33.29mV,求加熱爐溫度。EAB（t，0）=EAB(t,t0)+EAB(t0,0)=33.29+1.203=34.493mV由鎳鉻-鎳硅熱電偶分度表得t=829.8。解解：查鎳鉻-鎳硅熱電偶分度表得EAB（30，0）1.203mV?？傻脽犭娕家话阕龅幂^短，一般為3502000mm。在實際測溫時，需要把熱電偶輸出的電勢信號傳輸?shù)竭h離現(xiàn)場數(shù)十米遠的控制室里的顯示儀表或控制儀表，這樣,冷端溫度t0比較穩(wěn)定。 （3）、 熱電偶補償導線 解決辦法：工程中采用一種補償導線。在0

32、100溫度范圍內(nèi)，要求補償導線和所配熱電偶具有相同的熱電特性。常用補償導線 補償導線外形補償導線外形 AB屏蔽層屏蔽層保護層保護層使用補償導線時注意問題：v補償導線只能用在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)補償導線只能用在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)（0100）；）；v熱電偶和補償導線的兩個接點處要保持溫度熱電偶和補償導線的兩個接點處要保持溫度相同；相同；v不同型號的熱電偶配有不同的補償導線；不同型號的熱電偶配有不同的補償導線；v補償導線由正、負極需分別與熱電偶正、負補償導線由正、負極需分別與熱電偶正、負極相連；極相連；v補償導線的作用是對熱電偶冷端延長。補償導線的作用是對熱電偶冷端延長。對于具有零位調(diào)整的顯示儀表而言，如

33、果熱電偶冷端的溫度T0的值較為恒定，可采用測溫系統(tǒng)未工作前，預先將顯示儀表的機械零點調(diào)整到T0上，當次系統(tǒng)投入工作后，顯示儀表的示值就是實際的被測溫度。 （4）、 儀表機械零點調(diào)整法 用螺絲刀用螺絲刀調(diào)節(jié)儀表調(diào)節(jié)儀表面板上的面板上的“機械零機械零點點”，使，使指針指到指針指到氣溫氣溫t0（圖圖中為中為40 40 C）的的刻度上。刻度上。機械零點機械零點指針被預調(diào)到室溫（指針被預調(diào)到室溫（40 C ） 可補償冷端損失可補償冷端損失機械零位調(diào)整法 （5）、 冷端溫度自動補償法（電橋補償法）000( , )( , )UABABABCABEt ttEt tURU恒定值132213112323()()(

34、1)()UUUUCCABCCR RRR RR RRUEERRRRRRRR冷端補償器法(補償電橋法)國產(chǎn)國產(chǎn)WBC型冷端溫度補償器的工作原理圖型冷端溫度補償器的工作原理圖電橋補償法電橋補償法 XT-WBC熱電偶熱電偶 冷端補償器冷端補償器熱電偶典型測溫線路(a) 普通測溫線路；(b)帶有補償器的測溫線路；(c)具有溫度變送器的測溫線路；(d)具有一體化溫度變送器的測溫線路補償器溫度變送器溫度變送器顯示儀表顯示儀表顯示儀表顯示儀表tAB補償導線(a)tAB補償導線(c)tAB補償導線(b)tAB銅導線(d) 2.2.4 熱電偶測溫基本電路熱電偶測溫基本電路1、測量某一點的溫度特殊情況下，熱電偶可以

35、串聯(lián)或并聯(lián)使用，但只能是同一分度號的熱電偶，且冷端應在同一溫度下。如熱電偶正向串聯(lián)，可獲得較大的熱電勢輸出和提高靈敏度；在測量兩點溫差時，可采用熱電偶反向串聯(lián)；利用熱電偶并聯(lián)可以測量平均溫度。2、測量兩點間溫度差（反向串聯(lián)）3、測量平均溫度（并聯(lián)或正向串聯(lián)） 特點：當有一只熱電偶燒斷時，難以覺察出來。當然，它也不會中斷整個測溫系統(tǒng)的工作。優(yōu)點：熱電動勢大，儀表的靈敏度大大增加，且避免了熱電偶并聯(lián)線路存在的缺點，可立即可以發(fā)現(xiàn)有斷路。缺點：只要有一支熱電偶斷路，整個測溫系統(tǒng)將停止工作。熱電偶的選擇、安裝使用和校驗v選用應根據(jù)被測介質(zhì)的溫度、壓力、介質(zhì)性質(zhì)、測溫時間長短來選擇。v安裝點要有代表性，

36、安裝方法要正確。一般要將熱電偶安裝在管道的中心線位置，并使熱電偶測量端面向流體，使測量端充分與被測介質(zhì)接觸，提高測量準確性，盡可能測得介質(zhì)的真實溫度。v為保證測量精度，要定期校驗。方法：用標準熱電偶與被校驗熱電偶在同一校驗爐或恒溫水槽中進行比對。熱電偶測溫誤差原因v熱電偶的非均勻性分度誤差是由于熱電偶材料粗細不均勻或不純等原因造成的，使熱電偶溫差特性與統(tǒng)一的分度表有一定的誤差。v 冷端不為零。v熱電偶長期處于高溫環(huán)境下以氧化變質(zhì)。v各連接點接觸不良。v測量儀表精度不高。 取一只100W/220V的燈泡，用萬用表測量其阻值，可以發(fā)現(xiàn)其冷態(tài)阻值只有幾十歐姆。 但是用公式R=U2/P計算得到的額定熱

37、態(tài)電阻值應為484歐姆。任務二 熱電阻傳感器 兩者差許多倍，由此可見：金屬絲在不同溫度下的電阻是不同的。熱電阻傳感器熱電阻傳感器分類：分類：金屬熱電阻金屬熱電阻=熱電阻熱電阻半導體熱電阻半導體熱電阻=熱敏電阻熱敏電阻 利用導體的電阻率隨本身溫度而變化的溫度電阻效應制成的傳感器，成為熱電阻式傳感器。熱電阻式傳感器。1、熱電阻、熱電阻 溫度升高，金屬內(nèi)部原子晶格的振動加劇，從而使金屬內(nèi)部的自由電子通過金屬導體時的阻礙增大，宏觀上表現(xiàn)出電阻率變大，電阻值增加，我們稱其為正溫度系數(shù)，即電阻值與溫度的變化趨勢相同。熱電阻傳感器熱電阻傳感器優(yōu)點：優(yōu)點： （1 1）電阻）電阻- -溫度變化具有良好的線性關(guān)系

38、；溫度變化具有良好的線性關(guān)系； （2 2）電阻溫度系數(shù)大，故測量精度高；）電阻溫度系數(shù)大，故測量精度高； （3 3）熱容量小，反應速度快；）熱容量小，反應速度快； （4 4）有較大的測量范圍；）有較大的測量范圍；200200500500； （5 5）在測量范圍內(nèi)具有高的物理和化學性質(zhì)，價格）在測量范圍內(nèi)具有高的物理和化學性質(zhì)，價格較低。較低。 （6 6）易于使用在自動測量和遠距離測量中。）易于使用在自動測量和遠距離測量中。易提純、復現(xiàn)性好的金屬材料才可用于制作熱電阻易提純、復現(xiàn)性好的金屬材料才可用于制作熱電阻 表表2-2 熱電阻的主要技術(shù)性能熱電阻的主要技術(shù)性能 此外，常用的還有鎳熱電阻，測溫

39、范圍-100+300，它的電阻溫度系數(shù)較高，電阻率也大。但它易氧化，化學穩(wěn)定性差，不易提純，復制性差，目前已不多用。 新型熱電阻：銠鐵電阻、銦鐵電阻、錳電阻、碳電阻等。 熱電阻的結(jié)構(gòu)熱電阻的結(jié)構(gòu)銅電阻絲銅電阻絲 骨架骨架銅引出線銅引出線 鉑電阻絲鉑電阻絲 銀引出線銀引出線骨架骨架 接線盒接線盒 熱電阻熱電阻固定螺紋固定螺紋 引線方式有兩線制、引線方式有兩線制、 三線制和四線制三線制和四線制, , 二線制引線電阻對二線制引線電阻對測量影響大測量影響大, , 精度低。三線制可以減小連接導線電阻因溫度變精度低。三線制可以減小連接導線電阻因溫度變化所引起的測量誤差?；鸬臏y量誤差。 四線制可以完全

40、消除誤差。四線制可以完全消除誤差。薄膜型及普通型鉑熱電阻薄膜型及普通型鉑熱電阻 薄膜鉑電阻是使用最新的薄膜薄膜鉑電阻是使用最新的薄膜技術(shù)而制造的溫度傳感器。與技術(shù)而制造的溫度傳感器。與其他類型的熱電阻比較，此產(chǎn)其他類型的熱電阻比較，此產(chǎn)品具有適于大批量生產(chǎn)，一致品具有適于大批量生產(chǎn)，一致性好，成本低及尺寸小等特點。性好，成本低及尺寸小等特點。小型鉑熱電阻小型鉑熱電阻 防爆型鉑熱電阻防爆型鉑熱電阻 隔爆型熱電阻通過特殊結(jié)構(gòu)的接線盒，能把內(nèi)隔爆型熱電阻通過特殊結(jié)構(gòu)的接線盒，能把內(nèi)部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影響而發(fā)生部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影響而發(fā)生的爆炸局限在接線盒內(nèi)，生產(chǎn)現(xiàn)場不

41、會引起爆炸。的爆炸局限在接線盒內(nèi)，生產(chǎn)現(xiàn)場不會引起爆炸。 汽車用水溫傳感器及水溫表汽車用水溫傳感器及水溫表 銅熱電阻銅熱電阻學習查學習查 “鉑熱電阻分度表鉑熱電阻分度表”熱電阻分度表熱電阻分度表 應為130.90鉑電阻溫度顯示、變送器鉑電阻溫度顯示、變送器可設定溫度的溫度控制箱可設定溫度的溫度控制箱 旋轉(zhuǎn)式機械旋轉(zhuǎn)式機械設定開關(guān)設定開關(guān) 撥碼式撥碼式 設定開關(guān)設定開關(guān)用熱電阻傳感器進行測溫時，測量電路經(jīng)常采用電橋電路。熱電阻與檢測儀表相隔一段距離，因此熱電阻的引線對測量結(jié)果有較大的影響。熱電阻內(nèi)部引線方式有二線制、三線制和四線制三種。2. 2. 熱電阻的測量電路熱電阻的測量電路內(nèi)部引線方式電阻

42、體二線制電阻體三線制電阻體四線制兩線制v這種引線方式簡單、費用低，但是引線電阻以及引線電阻的變化會帶來附加誤差。v兩線制適于引線不長、測溫精度要求較低的場合。三線制用于工業(yè)測量，一般精度 熱電阻傳感器熱電阻傳感器熱電阻測量電路熱電阻測量電路三三線線制制電電橋橋1 12 23 34 4tRUU引線電阻相等引線電阻相等鉑電阻鉑電阻或銅電阻或銅電阻三線制三線制 熱電阻測溫電橋的三線制接法熱電阻測溫電橋的三線制接法 工業(yè)用熱電阻一般采用三線制工業(yè)用熱電阻一般采用三線制 G檢流計，檢流計，R1 ，R2 ，R3固定電阻，固定電阻，R a零位調(diào)節(jié)電阻，零位調(diào)節(jié)電阻， R t 熱電阻熱電阻四線制接法四線制接法

43、 熱電阻測溫電橋的四線制接法熱電阻測溫電橋的四線制接法 精密測量中，采用四線制接法精密測量中，采用四線制接法 上一頁下一頁返回實驗室用，高精度測量 四線制接法四線制接法任務三任務三 熱敏電阻傳感器熱敏電阻傳感器 v熱敏電阻熱敏電阻是利用半導體的電阻值隨溫度顯著變化這一特性制成的一種熱敏元件，其特點是電阻率隨溫度而顯著變化。測溫范圍在-50350 。 熱敏電阻優(yōu)點：熱敏電阻優(yōu)點： 電阻溫度系數(shù)大，靈敏度高，熱慣性小，電阻溫度系數(shù)大，靈敏度高，熱慣性小，反應速度快，體積小，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，壽命長，反應速度快，體積小，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，壽命長，易于遠距離測量。易于遠距離測量。 熱敏電阻缺點：熱

44、敏電阻缺點：電阻隨溫度變化曲線為非線性，且同一電阻隨溫度變化曲線為非線性，且同一型號電阻的產(chǎn)品特性參數(shù)有較大差別，難于互相代換。型號電阻的產(chǎn)品特性參數(shù)有較大差別，難于互相代換。 分類：分類： 熱敏電阻有負溫度系數(shù)（NTC）和正溫度系數(shù)（PTC）之分。NTC又可分為兩大類：第一類用于測量溫度，它的電阻值與溫度之間呈嚴格的負指數(shù)關(guān)系；第二類為突變型（CTR）。當溫度上升到某臨界點時，其電阻值突然下降。12345 熱敏電阻的外形、結(jié)構(gòu)及符號熱敏電阻的外形、結(jié)構(gòu)及符號 a a）圓片型熱敏電阻）圓片型熱敏電阻 b b）柱型熱敏電阻）柱型熱敏電阻 c c）珠型熱敏電阻）珠型熱敏電阻 d d）鎧裝型）鎧裝型

45、 e e）厚膜型）厚膜型 f f）圖形符號）圖形符號1 1熱敏電阻熱敏電阻 2 2玻璃外殼玻璃外殼 3 3引出線引出線 4 4紫銅外殼紫銅外殼 5 5傳熱安裝孔傳熱安裝孔 熱敏電阻的應用熱敏電阻的應用 MF12MF12型型 NTCNTC熱敏電阻熱敏電阻聚脂塑料封裝熱敏聚脂塑料封裝熱敏電阻電阻其他形式的熱敏電阻其他形式的熱敏電阻（續(xù)）（續(xù)） 貼片式貼片式NTC熱敏電熱敏電阻阻其他形式的熱敏電阻其他形式的熱敏電阻 玻璃封裝玻璃封裝 NTC熱敏電阻熱敏電阻MF58 型熱敏電阻型熱敏電阻其他形式的熱敏電阻其他形式的熱敏電阻 帶安裝孔的熱敏電阻帶安裝孔的熱敏電阻大功率大功率PTC熱敏電阻熱敏電阻其他形式

46、的熱敏電阻其他形式的熱敏電阻（續(xù)）（續(xù)） MF58型（珠形）高精度型（珠形）高精度負溫度系數(shù)熱敏電阻負溫度系數(shù)熱敏電阻MF5A-3型熱敏電阻型熱敏電阻（參考深圳科蓬達電子有限公司資料）（參考深圳科蓬達電子有限公司資料）非標熱敏電阻非標熱敏電阻非標熱敏電阻（續(xù)）非標熱敏電阻（續(xù)） 非標熱敏電阻（續(xù)）非標熱敏電阻（續(xù)） 熱敏電阻溫度面板表熱敏電阻溫度面板表 熱敏電阻熱敏電阻LCD熱敏電阻體溫表熱敏電阻體溫表 NTC熱敏電阻主要用于溫度測量和補償。熱敏電阻主要用于溫度測量和補償。PTC突變型熱敏電阻主要用作溫度開關(guān)，突變型熱敏電阻主要用作溫度開關(guān)，PTC緩變型緩變型熱敏電阻主要用于在較寬的溫度范圍內(nèi)

47、進行溫度補熱敏電阻主要用于在較寬的溫度范圍內(nèi)進行溫度補償或溫度測量。償或溫度測量。CTR熱敏電阻主要用作溫度開關(guān)。熱敏電阻主要用作溫度開關(guān)。熱敏電阻的應用熱敏電阻的應用1溫度測量溫度測量 用于測量溫度的熱敏電阻一般結(jié)構(gòu)較簡單，價格較低用于測量溫度的熱敏電阻一般結(jié)構(gòu)較簡單，價格較低廉。沒有外面保護層的熱敏電阻只能應用在干燥的地方；密廉。沒有外面保護層的熱敏電阻只能應用在干燥的地方；密封的熱敏電阻不怕濕氣的侵蝕，可以用在較惡劣的環(huán)境下。封的熱敏電阻不怕濕氣的侵蝕，可以用在較惡劣的環(huán)境下。由于熱敏電阻的阻值較大，故其連接導線的電阻和接觸電阻由于熱敏電阻的阻值較大，故其連接導線的電阻和接觸電阻可以忽略

48、，使用時采用二線制即可。可以忽略，使用時采用二線制即可。2溫度補償溫度補償 熱敏電阻可在一定的溫度范圍內(nèi)對某些元件進行溫度補熱敏電阻可在一定的溫度范圍內(nèi)對某些元件進行溫度補償。例如，動圈式儀表表頭中的動圈由銅線繞成，溫度升高，償。例如，動圈式儀表表頭中的動圈由銅線繞成，溫度升高，其電阻值增大，引起測量誤差，為此可在動圈回路中串入由其電阻值增大，引起測量誤差，為此可在動圈回路中串入由負溫度系數(shù)熱敏電阻組成的電阻網(wǎng)絡，從而抵消由于溫度引負溫度系數(shù)熱敏電阻組成的電阻網(wǎng)絡，從而抵消由于溫度引起的誤差。實際應用時，將負溫度系數(shù)的熱敏電阻與錳銅絲起的誤差。實際應用時，將負溫度系數(shù)的熱敏電阻與錳銅絲電阻并聯(lián)

49、后再與被補償元件串聯(lián)。電阻并聯(lián)后再與被補償元件串聯(lián)。熱敏電阻用于熱敏電阻用于CPU的溫度測量的溫度測量 （參考小熊在線公司資料）（參考小熊在線公司資料）3 3、熱敏電阻體溫表的調(diào)試、標定方法、熱敏電阻體溫表的調(diào)試、標定方法 調(diào)試時，調(diào)試時，應該先調(diào)哪一應該先調(diào)哪一只電位器，再只電位器，再調(diào)哪一只電位調(diào)哪一只電位器？器？ 如何檢驗如何檢驗表面刻度中其表面刻度中其他各點是否準他各點是否準確？具體步驟確？具體步驟如何進行？如何進行？ v用熱敏電阻測量溫度時必須先調(diào)零，再調(diào)滿度，最后再驗證刻度盤中其他個點溫差是否在允許范圍內(nèi)，這一過程稱為標定。v在圖中具體做法如下：將絕緣的熱敏電阻放入32（表頭的零位

50、）的溫水中，待熱量平衡后，調(diào)節(jié)RP1，使指針在32上，再加熱水，用更該一級的溫度計監(jiān)測水溫，使其上升到45。待熱量平衡后，調(diào)節(jié)RP2，使指針指在45上。再加入冷水，逐漸將溫，檢查3245范圍內(nèi)分度的準確性。如果不準確，可重新標度或在帶微機情況下，用軟件修正。4溫度控制溫度控制 廣泛用于空調(diào)、冰箱、熱水器、節(jié)能燈等家廣泛用于空調(diào)、冰箱、熱水器、節(jié)能燈等家用電器的用電器的測溫、控溫及國防、科技等領域。測溫、控溫及國防、科技等領域。 熱敏電阻用于熱敏電阻用于電熱水器電熱水器的溫度控制的溫度控制 1）繼電保護）繼電保護將突變型熱敏電阻埋設在被測物中，并與繼電將突變型熱敏電阻埋設在被測物中，并與繼電器串

51、聯(lián)，給電路加上恒定電壓。當周圍介質(zhì)溫器串聯(lián)，給電路加上恒定電壓。當周圍介質(zhì)溫度升高到某一數(shù)值，電路中的電流可由十分之度升高到某一數(shù)值，電路中的電流可由十分之幾毫安突變到幾十毫安，繼電器動作，實現(xiàn)溫幾毫安突變到幾十毫安，繼電器動作，實現(xiàn)溫度控制或過熱保護。度控制或過熱保護。熱繼電器原理圖熱繼電器原理圖把三只特性相同的熱敏電阻放在電動機繞組中，緊靠繞組處每相各放一只，滴上萬能膠固定。經(jīng)測試，在20時其阻值為10K，100 時其阻值為1K，110 時其阻值為0.6K 。當電動機正常運行時溫度較低，三極管。當電動機正常運行時溫度較低，三極管VT截止，截止，繼電器繼電器J不動作。當電動機過負荷或斷相或一

52、相接地時，電不動作。當電動機過負荷或斷相或一相接地時，電動機溫度急劇升高，使熱敏電阻阻值急劇減少，到一定值時，動機溫度急劇升高，使熱敏電阻阻值急劇減少，到一定值時， VT導通，繼電器導通，繼電器J吸合，電動機斷開，實現(xiàn)保護作用。根據(jù)吸合，電動機斷開，實現(xiàn)保護作用。根據(jù)電動機絕緣等級的允許溫升調(diào)節(jié)偏流電阻電動機絕緣等級的允許溫升調(diào)節(jié)偏流電阻R2，確定，確定VT的動的動作點。作點。 電機繞組過熱，熱敏電阻阻值增大，達到保護程電機繞組過熱，熱敏電阻阻值增大，達到保護程度，保護電路動作，驅(qū)動繼電器動作切斷電源。度，保護電路動作，驅(qū)動繼電器動作切斷電源。保護電路保護電路繼電器繼電器熱敏電阻熱敏電阻電動機

53、電動機熱敏電阻熱保護熱敏電阻熱保護 2）溫度上下限報警溫度上下限報警 溫度上下限報警電路溫度上下限報警電路圖中圖中Rt為為NTC熱敏電阻，采用運算放大器構(gòu)成遲滯電壓比較熱敏電阻，采用運算放大器構(gòu)成遲滯電壓比較器，當溫度器，當溫度T等于設定值時，等于設定值時，Uab=0，VT1 ，VT2都截止。都截止。 當當T升高時，升高時，Rt減小。減小。Uab0，VTl導通，導通，LED1發(fā)光報警；發(fā)光報警； 當當T下降時，下降時，Rt增加。增加。Uab0，VT2導通，導通，LED2發(fā)光報警。發(fā)光報警。3）電子節(jié)能燈及電子鎮(zhèn)流器預熱啟動）電子節(jié)能燈及電子鎮(zhèn)流器預熱啟動 如果節(jié)能燈燈絲未經(jīng)預熱突加高壓啟動，則

54、將導致燈絲材如果節(jié)能燈燈絲未經(jīng)預熱突加高壓啟動，則將導致燈絲材料嚴重濺射，使燈管提前發(fā)黑報廢，使用料嚴重濺射，使燈管提前發(fā)黑報廢，使用PTC熱敏電阻，在啟熱敏電阻，在啟動時先預熱燈絲動時先預熱燈絲l s左右，然后再加高壓點亮燈管，能有效地防左右，然后再加高壓點亮燈管，能有效地防止燈管兩端發(fā)黑，同時能防止三極管等燈具線路元件受啟動瞬止燈管兩端發(fā)黑，同時能防止三極管等燈具線路元件受啟動瞬間大電流及高反壓沖擊，使燈具壽命延長間大電流及高反壓沖擊，使燈具壽命延長10倍以上。倍以上。工業(yè)工業(yè)流量流量計計3 34 4不流動環(huán)境不流動環(huán)境 當液體流動時，鉑電阻當液體流動時，鉑電阻4 4溫度隨流速變化，鉑電阻

55、溫度隨流速變化，鉑電阻3 3溫溫度不隨流速變化，流體速度將引起電橋的不平衡輸出。度不隨流速變化，流體速度將引起電橋的不平衡輸出。鉑電阻鉑電阻流動環(huán)境流動環(huán)境鉑電阻鉑電阻當液體不流動時，兩個當液體不流動時，兩個鉑電阻等溫，電橋平衡鉑電阻等溫，電橋平衡v它采用兩個鉑熱電阻探頭Rt1和Rt2 ，分別接在電橋的兩個相鄰橋臂上。 Rt1放在被測介質(zhì)的流通管道的中心，它所耗散的熱量與被測介質(zhì)的平均流速成正比。 Rt2放在溫度與被測介質(zhì)相同、但不受介質(zhì)流速影響的連通小室中。當被測介質(zhì)處于靜止狀態(tài)時，將電橋調(diào)到平衡狀態(tài)，檢流計P指零；當介質(zhì)以平均流速流動時，由于介質(zhì)流動要帶走熱量，因而Rt1的溫度下降，引起其

56、阻值下降，電橋失去平衡，檢流計P有相應指示?？梢詫z流計P按平均流速或流量標定，這樣就構(gòu)成了直讀式熱電阻流速表或流量計。1tR液面液面位置位置檢測檢測 常溫電阻常溫電阻冷冷電電阻阻總電流總電流液面高低液面高低影響影響輸出電流輸出電流v給NTC熱敏電阻施加一定的加熱電流，它的表面溫度將高與周圍的空氣溫度，此時它的阻值較小。當液面高于它的安裝高度時，液體將帶走它的熱量，使之溫度下降、阻值升高。判斷它的阻值變化，就可以知道液面是否低于設定值。v汽車油箱中的油位報警傳感器就是利用以上原理制作的。熱敏電阻在汽車中還用于測量油溫、冷卻水溫等。2.4 集成溫度傳感器集成溫度傳感器 2.4.1 集成溫度傳感器

57、工作原理及特點集成溫度傳感器工作原理及特點 集成溫度傳感器是把溫敏元件、偏置電路、放集成溫度傳感器是把溫敏元件、偏置電路、放大電路及線性化電路集成在同一芯片上的溫度傳感大電路及線性化電路集成在同一芯片上的溫度傳感器。目前大量生產(chǎn)的集成溫度傳感器有電流輸出型、器。目前大量生產(chǎn)的集成溫度傳感器有電流輸出型、電壓輸出型和數(shù)字信號輸出型。其工作溫度范圍約電壓輸出型和數(shù)字信號輸出型。其工作溫度范圍約在在-50+150。電流型電流型IC溫度傳感器是把線性集成電路和與之相容的薄膜工溫度傳感器是把線性集成電路和與之相容的薄膜工藝元件集成在一塊芯片上藝元件集成在一塊芯片上,再通過激光修版微加工技術(shù)再通過激光修版

58、微加工技術(shù),制造制造出性能優(yōu)良的測溫傳感器。這種傳感器的輸出電流正比于熱出性能優(yōu)良的測溫傳感器。這種傳感器的輸出電流正比于熱力學溫度，即力學溫度，即1A/K；其次，因電流型輸出恒流，所以傳感；其次，因電流型輸出恒流，所以傳感器具有高輸出阻抗。其值可達器具有高輸出阻抗。其值可達10M。這為遠距離傳輸深井。這為遠距離傳輸深井測溫提供了一種新型器件。測溫提供了一種新型器件。電壓型電壓型IC溫度傳感器是將溫度傳感器基準電壓、緩沖放大器溫度傳感器是將溫度傳感器基準電壓、緩沖放大器集成在同一芯片上集成在同一芯片上,制成一四端器件。因器件有放大器；故制成一四端器件。因器件有放大器；故輸出電壓高、線性輸出為輸

59、出電壓高、線性輸出為10mV；另外；另外,由于其具有輸出由于其具有輸出阻抗低的特性；抗干擾能力強，故不適合長線傳輸。這類阻抗低的特性；抗干擾能力強，故不適合長線傳輸。這類IC溫度傳感器特別適合于工業(yè)現(xiàn)場測量。溫度傳感器特別適合于工業(yè)現(xiàn)場測量。VT1、VT2為差分對管，由恒流為差分對管，由恒流源提供的源提供的I1、I2分別為分別為VT1、VT2的集電極電流，則的集電極電流，則 ： 集成溫度傳感器的測溫原理)ln(21IIqkTUbe)ln(21IIqkTUbe 電流輸出型集成溫度傳感器原理電流輸出型集成溫度傳感器原理: 對管對管VT1、VT2作為恒流源作為恒流源負載，負載，VT3、VT4作為感溫

60、元件，作為感溫元件，VT3、VT4發(fā)射極面積之比為發(fā)射極面積之比為 ，此時電流源總電流為：此時電流源總電流為：2.4.2 常用集成溫度傳感器及其應用常用集成溫度傳感器及其應用1電流輸出型集成溫度傳感器電流輸出型集成溫度傳感器ln2221qRkTRUIIbeTln2221qRkTRUIIbeT8KA/1由上式可知，當R、為恒定量時，IT與T成線性關(guān)系。若R=358歐，則電路輸出溫度系數(shù)為。 AD590是電流輸出型集成溫度傳感器的代表產(chǎn)品，工作直流為是電流輸出型集成溫度傳感器的代表產(chǎn)品，工作直流為+4+30v，輸出阻抗約為，輸出阻抗約為l0M，具有良好的互換性，在，具有良好的互換性，在-55+15