傳感器與檢測技術(shù)第九講

1、傳感器與檢測技術(shù)第九講第1頁，共23頁，2022年，5月20日，16點24分，星期日熱電阻式傳感器熱電阻（鉑電阻、銅電阻）熱敏電阻熱電阻式傳感器的應(yīng)用第2頁，共23頁，2022年，5月20日，16點24分，星期日熱電阻式傳感器熱電阻：是利用導(dǎo)體的電阻率隨溫度而變化這一物理現(xiàn)象來測量溫度。熱電阻的材料應(yīng)具有以下特性：電阻值與溫度變化具有良好的線性關(guān)系。電阻溫度系數(shù)大，便于精確測量。電阻率高，熱容量小，反應(yīng)速度快。在測溫范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，材料質(zhì)量純，容易加工復(fù)制，價格便宜。最常用材料為鉑、銅、鎳和鐵熱電阻。 在低溫測量中使用銦、錳及碳等材料制成的熱電阻。第3頁，共23頁，2022

2、年，5月20日，16點24分，星期日鉑電阻鉑易于提純，物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，電阻率較大，能耐較高的濕度，一般用作復(fù)現(xiàn)溫標的基準器。鉑電阻的電阻值與溫度之間的關(guān)系為：第4頁，共23頁，2022年，5月20日，16點24分，星期日銅電阻適用一些測量精度不高，測溫范圍較?。?501500C）的情況。鎳電阻測溫范圍（ -1003000C）優(yōu)點：溫度系數(shù)大，電阻率較大缺點：非線性嚴重，材料提純較困難，穩(wěn)定性差，容易氧化第5頁，共23頁，2022年，5月20日，16點24分，星期日低溫領(lǐng)域的熱電阻材料銦電阻：錳電阻：碳電阻：測溫范圍（ -269-2580C）測溫范圍（ -271-2100C）測溫范圍（ -27

3、3-268.50C）第6頁，共23頁，2022年，5月20日，16點24分，星期日熱電阻的結(jié)構(gòu)：鎧裝熱電阻結(jié)構(gòu)示意圖 厚膜鉑電阻的結(jié)構(gòu)圖 第7頁，共23頁，2022年，5月20日，16點24分，星期日熱敏電阻熱敏電阻概述熱敏電阻的結(jié)構(gòu)熱敏電阻的缺點第8頁，共23頁，2022年，5月20日，16點24分，星期日熱敏電阻利用半導(dǎo)體制成的敏感元件，其特點是電阻率隨溫度而顯著變化。其電阻溫度系數(shù)大，靈敏度高；熱慣性小，反應(yīng)速度快；體積小，結(jié)構(gòu)簡單；使用方便，壽命長，易于實現(xiàn)遠距離測量等特點。機理：當(dāng)熱敏材料周圍有熱輻射時，它就會吸收輻射熱，產(chǎn)生溫度升高，引起材料的阻值發(fā)生變化。第9頁，共23頁，202

4、2年，5月20日，16點24分，星期日熱敏電阻的特點：其熱電特性非線性；穩(wěn)定性差；其互換性差，同一型號的產(chǎn)品特性參數(shù)有較大的差別。熱敏電阻溫度系數(shù)大，靈敏度高；結(jié)構(gòu)簡單，體積小，可以測量點溫度；電阻率高，熱慣性小，因此溫度響應(yīng)速度快，適合于動態(tài)測量；測量線路簡單，有些不用放大器就可輸出幾伏電壓；對外界干擾抵抗力強。缺點：第10頁，共23頁，2022年，5月20日，16點24分，星期日熱電阻的結(jié)構(gòu)和符號：a)結(jié)構(gòu)b)符號第11頁，共23頁，2022年，5月20日，16點24分，星期日熱敏電阻的結(jié)構(gòu)：根據(jù)電阻值的溫度特性，熱敏電阻有正溫度系數(shù)、負溫度系數(shù)和臨界熱敏電阻等幾種類型，其結(jié)構(gòu)分為柱狀、片

5、狀、珠狀和薄膜狀等形式。第12頁，共23頁，2022年，5月20日，16點24分，星期日熱敏電阻的阻值與溫度之間的關(guān)系為：其特性曲線如圖所示（半導(dǎo)體熱敏電阻）：第13頁，共23頁，2022年，5月20日，16點24分，星期日熱電阻測溫電路最常用的熱電阻測溫電路電橋電路第14頁，共23頁，2022年，5月20日，16點24分，星期日為了消除導(dǎo)線連接帶來的測量誤差：第15頁，共23頁，2022年，5月20日，16點24分，星期日新型溫度傳感集成溫度傳感器集成溫度傳感器 溫度傳感器偏置電路放大電路溫度補償線性化電路集成集成溫度傳感器類型電流輸出型電壓輸出型數(shù)字輸出型第16頁，共23頁，2022年，5

6、月20日，16點24分，星期日集成溫度傳感器AD590美國AD公司生產(chǎn)的電流輸出型集成溫度傳感器分 擋參 數(shù)IJKLM工作電壓+4+30V25電流輸出298.2A溫度系數(shù)1A/K25可校正誤差105.02.51.00.5非線性誤差3.01.50.80.40.3長期漂移0.1輸出阻抗10M+4+5V0.5A/V+5+15V0.2A/V+15+30V0.1A/V最大正向電源+44V最大反向電源-20VAD590主要電氣參數(shù)表第17頁，共23頁，2022年，5月20日，16點24分，星期日AD590應(yīng)用：第18頁，共23頁，2022年，5月20日，16點24分，星期日熱電阻式傳感器的應(yīng)用使用熱電阻或熱敏電阻進行測量的方法熱電阻式流量計液面位置傳感器熱敏電阻用于熱保護第19頁，共23頁，2022年，5月20日，16點24分，星期日使用熱電阻或熱敏電阻進行測量的方法：一種形式是將熱敏元件與被物體相接觸，它們之間經(jīng)過熱交換后達到熱平衡時，熱敏元件的電阻值即反應(yīng)了被測物體的溫度值，另一種形式是將流過恒定電流的熱敏元件置于被測氣體液體等介質(zhì)中，介質(zhì)中的某些參數(shù)將影響熱敏元件與介質(zhì)之間的熱交換和熱平衡，利用這一原理達到測量介質(zhì)的某些參數(shù)。第20頁，共23頁，2022年，5月20日，16點24分，星期日熱電阻式流量計第21頁，共23頁，2022