溫度傳感傳感器教學(xué)課件

溫度傳感傳感器教學(xué)課件第一頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日傳知萬(wàn)物感創(chuàng)未來(lái)學(xué)習(xí)內(nèi)容認(rèn)識(shí)傳感器

溫度傳感器力傳感器位移傳感器光電傳感器第二頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日傳知萬(wàn)物感創(chuàng)未來(lái)溫度傳感器熱電偶熱電阻與熱敏電阻集成溫度傳感器第三頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日溫度是反映物體冷熱狀態(tài)的物理參數(shù)。溫度是諸多物理現(xiàn)象中具有代表性的物理量，現(xiàn)代生產(chǎn)和生活中溫度的檢測(cè)應(yīng)用非常普遍：家用電器、火災(zāi)報(bào)警、醫(yī)療衛(wèi)生、天氣預(yù)報(bào)……煉鋼、氣象、太空、軍事……溫度傳感器——溫度測(cè)量第四頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日溫度標(biāo)志著物質(zhì)內(nèi)部大量分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的劇烈程度。溫度越高，表示物體內(nèi)部分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈。

模擬圖：在一個(gè)密閉的空間里，氣體分子在高溫時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度比低溫時(shí)快！低溫高溫溫度傳感器——溫度測(cè)量第五頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日溫度傳感器——溫度測(cè)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(xué)：溫度反映了物體內(nèi)部分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的劇烈程度。能量：溫度是描述系統(tǒng)不同自由度間能量分配狀況的物理量。第六頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日溫度傳感器——溫度測(cè)量溫標(biāo)：溫度的數(shù)值表示方法稱(chēng)為溫標(biāo)。它規(guī)定了溫度的讀數(shù)的起點(diǎn)（即零點(diǎn)）以及溫度的單位。各類(lèi)溫度計(jì)的刻度均由溫標(biāo)確定。目前常用的溫標(biāo)有：攝氏溫標(biāo)、華氏溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)等。

第七頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日溫度傳感器——溫度測(cè)量攝氏溫標(biāo)（℃）攝氏溫標(biāo)是在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(即101325Pa)下將水的冰點(diǎn)定為零度，水的沸點(diǎn)定為100度，在這兩固定點(diǎn)之間劃分一百個(gè)等份，每一等份稱(chēng)為攝氏一度(攝氏度，℃)。攝氏溫標(biāo)是工程上最通用的溫度標(biāo)尺。一般用小寫(xiě)字母t表示。華氏溫標(biāo)（℉）規(guī)定在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點(diǎn)為32華氏度，水的沸點(diǎn)為212華氏度，兩固定點(diǎn)間等分為180份，每一等份稱(chēng)為華氏一度，單位用℉，它和攝氏溫度的關(guān)系：t=5/9(f-32)℃F=1.8t+32第八頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日

熱力學(xué)溫標(biāo)是建立在熱力學(xué)第二定律基礎(chǔ)上的最科學(xué)的溫標(biāo)，是由開(kāi)爾文（Kelvin）根據(jù)熱力學(xué)定律提出來(lái)的，因此又稱(chēng)開(kāi)氏溫標(biāo)。它的符號(hào)是T，單位是開(kāi)爾文（K）。威廉·湯姆遜·開(kāi)爾文勛爵像溫度傳感器——溫度測(cè)量第九頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日溫度傳感器——溫度測(cè)量熱力學(xué)溫標(biāo)（K）熱力學(xué)溫標(biāo)規(guī)定分子運(yùn)動(dòng)停止（即沒(méi)有熱存在）時(shí)的溫度為絕對(duì)零度，水的三相點(diǎn)（氣、液、固三態(tài)并存，且進(jìn)入平衡狀態(tài)）溫度為273.16K，把從絕對(duì)零度到水的三相點(diǎn)之間的溫度均勻分為273.16格，每格為1K。由于以前曾規(guī)定冰點(diǎn)溫度為273.15K，故現(xiàn)在沿用這個(gè)規(guī)定進(jìn)行換算。第十頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日溫度傳感器——溫度測(cè)量國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)（K）IPTS-68(InternationalPracticalTemperatureScaleof1968)ITS-90(1990年1月1日起全世界范圍采用)國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)規(guī)定熱力學(xué)溫度是基本溫度?！?K定義為水三相點(diǎn)熱力學(xué)溫度的1/273.16，即熱力學(xué)溫標(biāo)規(guī)定水的三相點(diǎn)溫度為273.16K，這是建立溫標(biāo)的惟一基準(zhǔn)點(diǎn)?！駭z氏溫度分度值與開(kāi)氏溫度分度值相同，即溫度間隔1℃=1K。第十一頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日溫度傳感器——溫度測(cè)量國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)（IPTS-68）的固定點(diǎn)物質(zhì)平衡狀態(tài)溫度T/Kt/℃氫三相點(diǎn)13.81-259.31沸點(diǎn)25/76atm7.042-256.108沸點(diǎn)20.8-252.87沸點(diǎn)27.102-246.048氧三相點(diǎn)54.361-218.798沸點(diǎn)90.188-182.962水三相點(diǎn)273.160.01沸點(diǎn)373.15100.0鋅凝固點(diǎn)692.73419.58銀凝固點(diǎn)1235.08961.93金凝固點(diǎn)1337.581064.43第十二頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日幾種溫標(biāo)的對(duì)比

人體正常體溫為37C，相當(dāng)于華氏溫度多少度？第十三頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日溫度傳感器——溫度測(cè)量溫度傳感器的分類(lèi)按用途分類(lèi)：基準(zhǔn)溫度計(jì)、工業(yè)溫度計(jì)；

按測(cè)量方法分類(lèi)：接觸式溫度計(jì)、非接觸式溫度計(jì)；按輸出方式分類(lèi)：自發(fā)電型溫度計(jì)、非電測(cè)型溫度計(jì)；按工作原理分類(lèi)：膨脹式溫度計(jì)、電阻式溫度計(jì)、熱電式溫度計(jì)、輻射式溫度計(jì)等；第十四頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日溫度傳感器——溫度測(cè)量名稱(chēng)工作原理典型示例膨脹式溫度計(jì)體積熱膨脹玻璃制水銀溫度計(jì)液體壓力溫度計(jì)氣體壓力溫度計(jì)電阻式溫度計(jì)電阻變化熱電阻熱敏電阻熱電式溫度計(jì)熱電效應(yīng)熱電偶輻射式溫度計(jì)熱輻射輻射源溫度傳感器紅外溫度計(jì)

按工作原理分類(lèi)：第十五頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日溫度傳感器——溫度測(cè)量溫度傳感器的發(fā)展概況公元1600年，伽里略研制出氣體溫度計(jì)。一百年后，研制成酒精溫度計(jì)和水銀溫度計(jì)。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(dòng)式元件、雙金屬式溫度傳感器。1950年以后，相繼研制成半導(dǎo)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(lèi)型的溫度傳感器。第十六頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日溫度傳感器——溫度測(cè)量溫度傳感器的發(fā)展方向1．超高溫與超低溫傳感器，如+3000℃以上–250℃以下。2．提高溫度傳感器的精度和可靠性。3．研制家用電器、汽車(chē)及農(nóng)畜業(yè)所需要的價(jià)廉的溫度傳感器。4．發(fā)展新型產(chǎn)品，擴(kuò)展和完善管纜熱電偶與熱敏電阻；發(fā)展薄膜熱電偶；研究節(jié)省鎳材和貴金屬以及厚膜鉑的熱電阻；研制系列晶體管測(cè)溫元件、快速高靈敏CA型熱電偶以及各類(lèi)非接觸式溫度傳感器。5．發(fā)展適應(yīng)特殊測(cè)溫要求的溫度傳感器。6．發(fā)展數(shù)字化、集成化和自動(dòng)化的溫度傳感器。第十七頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日介紹幾種溫度測(cè)量方法

示溫涂料（變色涂料）裝滿(mǎn)熱水后圖案變得清晰可辨第十八頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日變色涂料在電腦內(nèi)部溫度中的示溫作用CPU散熱風(fēng)扇低溫時(shí)顯示藍(lán)色溫度升高后變?yōu)榧t色第十九頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日體積熱膨脹式

不需要電源，耐用；但感溫部件體積較大。

氣體的體積與熱力學(xué)溫度成正比第二十頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日紅外溫度計(jì)第二十一頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日熱電偶的工作原理熱電偶的結(jié)構(gòu)與種類(lèi)熱電偶的三大定律熱電偶的應(yīng)用溫度傳感器——熱電偶第二十二頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日熱電偶測(cè)溫

溫差熱電偶（簡(jiǎn)稱(chēng)熱電偶）是目前溫度測(cè)量中使用最普遍的傳感元件之一。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便、測(cè)量范圍寬、準(zhǔn)確度高、熱慣性小，輸出信號(hào)為電信號(hào)便于遠(yuǎn)傳或信號(hào)轉(zhuǎn)換等優(yōu)點(diǎn)。測(cè)量時(shí)不需外加電源，使用十分方便，常用來(lái)測(cè)量爐子、管道內(nèi)的氣體或液體溫度，測(cè)量固體以及固體壁面的溫度。微型熱電偶還可用于快速及動(dòng)態(tài)溫度的測(cè)量。第二十三頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日熱電偶測(cè)溫的主要優(yōu)點(diǎn)1、它屬于自發(fā)電型傳感器：測(cè)量時(shí)可以不需外加電源，可直接驅(qū)動(dòng)動(dòng)圈式儀表；2、測(cè)溫范圍廣：下限可達(dá)-270C

，上限可達(dá)1800C以上；3、各溫區(qū)中的熱電勢(shì)均符合國(guó)際計(jì)量委員會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)。第二十四頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日結(jié)論：當(dāng)兩個(gè)結(jié)點(diǎn)溫度不相同時(shí)，回路中將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。

熱電極A自由端參考端冷端

一、熱電偶的工作原理

測(cè)量端工作端熱端

熱電極B熱電勢(shì)AB溫度傳感器——熱電偶第二十五頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日

1821年，德國(guó)物理學(xué)家賽貝克用兩種不同金屬組成閉合回路，并用酒精燈加熱其中一個(gè)接觸點(diǎn)（稱(chēng)為結(jié)點(diǎn)），發(fā)現(xiàn)放在回路中的指南針發(fā)生偏轉(zhuǎn)（說(shuō)明什么？），如果用兩盞酒精燈對(duì)兩個(gè)結(jié)點(diǎn)同時(shí)加熱，指南針的偏轉(zhuǎn)角反而減?。ㄓ终f(shuō)明什么？）。顯然，指南針的偏轉(zhuǎn)說(shuō)明回路中有電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生并有電流在回路中流動(dòng)，電流的強(qiáng)弱與兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的溫差有關(guān)。

溫度傳感器——熱電偶第二十六頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日溫度傳感器——熱電偶將兩種不同成分的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B組合成一個(gè)閉合回路，當(dāng)閉合回路的兩個(gè)接點(diǎn)分別置于不同的溫度場(chǎng)中時(shí)（設(shè)T＞T0），回路中將產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢(shì)，該電動(dòng)勢(shì)的方向和大小與導(dǎo)體的材料及兩接點(diǎn)的溫度有關(guān)，這種現(xiàn)象叫做熱電效應(yīng)。回路中所產(chǎn)生的熱電勢(shì)由兩部分組成，一部分是兩種導(dǎo)體的接觸電動(dòng)勢(shì)，另一部分是單一導(dǎo)體的溫差電動(dòng)勢(shì)。

第二十七頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日溫度傳感器——熱電偶接觸電動(dòng)勢(shì)當(dāng)A和B兩種不同材料的導(dǎo)體接觸時(shí)，由于兩者內(nèi)部單位體積的自由電子數(shù)目不同（電子密度不同），則電子在兩個(gè)方向上擴(kuò)散的速率就不同。接觸電勢(shì)的大小與溫度高低及導(dǎo)體中的電子密度（導(dǎo)體材料）有關(guān)。與導(dǎo)體的直徑、長(zhǎng)度、幾何形狀無(wú)關(guān)。第二十八頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日自由電子＋ABeAB（

T）T溫度傳感器——熱電偶第二十九頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日溫度傳感器——熱電偶溫差電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)體A、B將其兩端分別置于不同溫度場(chǎng)中（T＞T0），在導(dǎo)體內(nèi)部，熱端自由電子具有較大動(dòng)能，向冷端移動(dòng)，從而使熱端失去電子帶正電，冷端得到電子帶負(fù)電。因此，導(dǎo)體兩端便產(chǎn)生一個(gè)由熱端指向冷端的靜電場(chǎng)，該電場(chǎng)阻止電子從熱端繼續(xù)到冷端并使電子反方向移動(dòng)，最后達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。這樣，導(dǎo)體兩端產(chǎn)生電位差，即溫差電動(dòng)勢(shì)。溫差電動(dòng)勢(shì)大小取決于導(dǎo)體材料及兩端溫度。第三十頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日溫度傳感器——熱電偶熱電偶回路的總電動(dòng)勢(shì)由導(dǎo)體材料A、B組成的閉合回路，如果導(dǎo)體A的電子密度大于導(dǎo)體B的電子密度，且兩接點(diǎn)溫度不相等，分別為T(mén)、T0，如果T＞T0

，則必存在著兩個(gè)接觸電勢(shì)和兩個(gè)溫差電勢(shì)，回路總電勢(shì)：第三十一頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日溫度傳感器——熱電偶實(shí)踐證明，熱電偶回路中起主要作用的是接觸電勢(shì)，溫差電勢(shì)只占極小部分，可忽略不計(jì)。第三十二頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日只有當(dāng)熱電偶兩端溫度不同,且熱電偶的兩導(dǎo)體材料不同時(shí)才能有熱電勢(shì)產(chǎn)生。熱電偶回路熱電勢(shì)只與組成熱電偶的材料及兩端溫度有關(guān)；與熱電偶的長(zhǎng)度、粗細(xì)無(wú)關(guān)。只有用不同性質(zhì)的導(dǎo)體(或半導(dǎo)體)才能組合成熱電偶；相同材料不會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)。溫度傳感器——熱電偶第三十三頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日溫度傳感器——熱電偶導(dǎo)體材料確定后，熱電勢(shì)的大小只與熱電偶兩端的溫度有關(guān)。如果使EAB(T0)=常數(shù)，則回路熱電勢(shì)EAB(T，T0)就是T的單值函數(shù)，這就是利用熱電偶測(cè)溫的原理。

這一關(guān)系式在實(shí)際測(cè)溫中得到廣泛應(yīng)用。因?yàn)槔涠藴囟群愣ǎ瑹犭娕籍a(chǎn)生的熱電勢(shì)只隨熱端溫度的變化而變化，即一定的熱電勢(shì)對(duì)應(yīng)一定的溫度，故只需用測(cè)量熱電勢(shì)的方法就可達(dá)到測(cè)溫的目的。對(duì)于各種不同金屬組成的熱電偶，溫度與熱電勢(shì)間有不同的函數(shù)關(guān)系，一般用實(shí)驗(yàn)方法求取這個(gè)函數(shù)關(guān)系。通常令t0=0℃，然后在不同溫差下精確測(cè)定出回路總熱電勢(shì)，并將所測(cè)結(jié)果列成表格（熱電偶分度表）供使用查詢(xún)。第三十四頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日二、熱電偶的結(jié)構(gòu)與種類(lèi)1、種類(lèi)——八種國(guó)際通用熱電偶：

B:鉑銠30—鉑銠6、R:鉑銠13—鉑、S:鉑銠10—鉑、K:鎳鉻—鎳硅、N:鎳鉻硅—鎳硅、E:鎳鉻—銅鎳、J:鐵—銅鎳、T:銅—銅鎳

用于制造熱電偶的各種熱電偶絲溫度傳感器——熱電偶第三十五頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日分度號(hào)

名稱(chēng)

測(cè)量溫度范圍

1000C熱電勢(shì)/mVB鉑銠30－鉑銠650～1820C4.834R鉑銠13—鉑-50～1768C10.506S鉑銠10—鉑-50～1768C9.587K鎳鉻－鎳鉻

(鋁)-270～1370C41.276溫度傳感器——熱電偶

2、幾種常用熱電偶的測(cè)溫范圍與熱電勢(shì)第三十六頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日幾種常用熱電偶的熱電勢(shì)與溫度的關(guān)系曲線(xiàn)分析：

哪幾種熱電偶的測(cè)溫上限較高？哪一種熱電偶的靈敏度較高？哪一種熱電偶的靈敏度較低？哪幾種熱電偶的線(xiàn)性較差？為什么所有的曲線(xiàn)均過(guò)原點(diǎn)（零度點(diǎn)）？溫度傳感器——熱電偶第三十七頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日查熱電偶的分度表

假設(shè)熱電偶的冷端溫度為0C，請(qǐng)根據(jù)鎳鉻-鎳硅（K）熱電偶的分度表，查出：-80C、0C、80C時(shí)的熱電勢(shì)。比較查出的3個(gè)熱電勢(shì)，可以看出熱電勢(shì)是否線(xiàn)性？溫度傳感器——熱電偶第三十八頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日K熱電偶

分度表

由于是非線(xiàn)性的，因而在實(shí)際應(yīng)用中要通過(guò)分度表的查表而非公式計(jì)算來(lái)得到被測(cè)溫度值。第三十九頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日3、熱電偶的結(jié)構(gòu)——普通裝配型熱電偶的外形安裝螺紋安裝法蘭溫度傳感器——熱電偶第四十頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日接線(xiàn)盒引出線(xiàn)套管

固定螺紋

（出廠(chǎng)時(shí)用塑料包裹）工作端（熱端）

不銹鋼保護(hù)管

工業(yè)熱電偶結(jié)構(gòu)示意圖1－接線(xiàn)盒；2－保險(xiǎn)套管；3―絕緣套管；4―熱電偶絲1234溫度傳感器——熱電偶第四十一頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日鎧裝型熱電偶外形法蘭鎧裝型熱電偶可長(zhǎng)達(dá)上百米薄壁金屬保護(hù)套管（鎧體）

BA絕緣材料鎧裝型熱電偶橫截面第四十二頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日鎧裝熱電偶的制造工藝：把熱電極材料與高溫絕緣材料預(yù)置在金屬保護(hù)管中、運(yùn)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)格的鎧裝偶體，再截取適當(dāng)長(zhǎng)度、將工作端焊接密封、配置接線(xiàn)盒即成為柔軟、細(xì)長(zhǎng)的鎧裝熱電偶。鎧裝熱電偶特點(diǎn)：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、抗機(jī)械外力沖擊的特性。鎧裝熱電偶可以制作得很細(xì)，能解決微小、狹窄場(chǎng)合的測(cè)溫問(wèn)題，且具有抗震、可彎曲、超長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。

溫度傳感器——熱電偶第四十三頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日隔爆型熱電偶外形厚壁保護(hù)管壓鑄的接線(xiàn)盒電纜線(xiàn)第四十四頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：隔爆熱電偶的接線(xiàn)盒在設(shè)計(jì)時(shí)采用防爆的特殊結(jié)構(gòu)，它的接線(xiàn)盒是經(jīng)過(guò)壓鑄而成的，有一定的厚度、隔爆空間，機(jī)構(gòu)強(qiáng)度較高；采用螺紋隔爆接合面，并采用密封圈進(jìn)行密封，因此，當(dāng)接線(xiàn)盒內(nèi)一旦放弧時(shí)，不會(huì)與外界環(huán)境的危險(xiǎn)氣體傳爆，能達(dá)到預(yù)期的防爆、隔爆效果。使用場(chǎng)合：工業(yè)用的隔爆型熱電偶多用于化學(xué)工業(yè)自控系統(tǒng)中（由于在化工生產(chǎn)廠(chǎng)、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)常伴有各種易燃、易爆等化學(xué)氣體或蒸汽，如果用普通熱電偶則非常不安全、很容易引起環(huán)境氣體爆炸）。溫度傳感器——熱電偶第四十五頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日其他熱電偶外形小形K型熱電偶溫度傳感器——熱電偶第四十六頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日三、熱電偶三大定律1、中間導(dǎo)體定律2、中間溫度定律3、參考電極定律溫度傳感器——熱電偶第四十七頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日1、中間導(dǎo)體定律TABCT0T0在熱電偶回路中接入第三種導(dǎo)體，只要第三種導(dǎo)體的兩接點(diǎn)溫度相同，則回路中總的熱電勢(shì)不變。溫度傳感器——熱電偶第四十八頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日中間導(dǎo)體定律的應(yīng)用電位計(jì)接入熱電偶回路根據(jù)上述原理，在熱電偶回路中接入電位計(jì)E，只要保證電位計(jì)與連接熱電偶處的接點(diǎn)溫度相等，就不會(huì)影響回路中原來(lái)的熱電勢(shì)。TET0T1T1ET0T0T溫度傳感器——熱電偶第四十九頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日此定律在使用中不僅可以在熱電偶回路中接入各種類(lèi)型的顯示儀表，也可將熱電偶的兩端不焊接而是直接插入液態(tài)金屬中或直接焊在金屬表面進(jìn)行溫度測(cè)量。只要保證與熱電偶連接處的接點(diǎn)溫度相等，就不會(huì)影響回路中原來(lái)的熱電勢(shì)。如果接入的第三導(dǎo)體兩端溫度不等，熱電偶回路的熱電勢(shì)將發(fā)生變化，變化大小取決于導(dǎo)體性質(zhì)和接點(diǎn)溫度。因此，在測(cè)量中必須接入的第三導(dǎo)體不宜采用與熱電偶熱電性質(zhì)相差大的材料，否則，一旦材料兩端溫度有所變化，熱電勢(shì)的變化將很大。溫度傳感器——熱電偶第五十頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日2、中間溫度定律熱電偶在兩接點(diǎn)溫度T1、T3時(shí)的熱電勢(shì)等于該熱電偶在接點(diǎn)溫度為T(mén)1、T2和T2、T3時(shí)的相應(yīng)熱電勢(shì)的代數(shù)和。

EAB（T1,T3）=EAB（T1,T2）+EAB（T2,T3）BBA

T2

T1

T3

AAB溫度傳感器——熱電偶第五十一頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日中間溫度定律的應(yīng)用只要T1、T0不變，接入AˊBˊ后不管接點(diǎn)溫度T2如何變化，都不影響總熱電勢(shì)。這便是引入補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)原理。當(dāng)在原來(lái)熱電偶回路中分別引入與導(dǎo)體材料A、B同樣熱電特性的材料A′、B′即引入所謂補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)時(shí)，當(dāng)兩接點(diǎn)溫度相同時(shí)，回路總的熱電勢(shì)不變。熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)接線(xiàn)圖ABT1A’T0EB’溫度傳感器——熱電偶第五十二頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日3、標(biāo)準(zhǔn)電極定律如果兩種導(dǎo)體分別與第三種導(dǎo)體組成的熱電偶熱電勢(shì)已知，它們的冷端和熱端的溫度又分別相等，則它們相互間組成熱電偶的熱電勢(shì)可由下式計(jì)算得到：

EAB（T,T0）=EAC（T,T0）+ECB（T,T0）T0TEBA(T,T0)BAT0TEAC(T,T0)ACT0TECB(T,T0)CB溫度傳感器——熱電偶第五十三頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日例1：熱端溫度100℃，冷端溫度0℃，鎳鉻合金與純鉑組成的熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)為2.95mv，考銅與純鉑組成的熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)是-4.0mv，則鎳鉻-考銅組成的熱電偶100℃時(shí)的熱電動(dòng)勢(shì)是多少？溫度傳感器——熱電偶第五十四頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日1、熱電偶冷端的補(bǔ)償2、分度表的查表方法3、補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)的使用四、熱電偶的應(yīng)用溫度傳感器——熱電偶第五十五頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日熱電偶熱電勢(shì)的大小是熱端溫度t和冷端溫度t0的函數(shù)差，為保證輸出熱電勢(shì)是被測(cè)溫度的單值函數(shù)，必須使冷端溫度保持恒定；熱電偶分度表給出的熱電勢(shì)是以冷端溫度0℃為依據(jù)，因而查表時(shí)對(duì)于冷端溫度要特別關(guān)注。因此，需要對(duì)熱電偶進(jìn)行冷端補(bǔ)償1、熱電偶的冷端補(bǔ)償溫度傳感器——熱電偶第五十六頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日

把熱電偶的參比端置于冰水混合物容器里，使t0=0℃。這種辦法僅限于科學(xué)實(shí)驗(yàn)中使用。(稱(chēng)冰浴法)1.1冷端恒溫法mVABA’B’TCC儀表銅導(dǎo)線(xiàn)試管補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)熱電偶冰點(diǎn)槽冰水溶液T0溫度傳感器——熱電偶第五十七頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日用實(shí)際冷端溫度t0查表得到修正電勢(shì)EAB(t0,0℃)；利用公式計(jì)算查表得到tEAB(t，0)=EAB(t,t0)+EAB(t0，0)1.2計(jì)算修正法解：查此種熱電偶的分度表可知EAB(21,0)=0.832mV

EAB(t，0)=EAB(t，21)+EAB(21，0)=1.999+0.832=2.831mV再次查分度表，與2.831mV對(duì)應(yīng)的熱端溫度t=68℃。例1：用銅-康銅熱電偶測(cè)某一溫度t，參比端在室溫環(huán)境t0，測(cè)得熱電動(dòng)勢(shì)為1.999mV，又用室溫計(jì)測(cè)出t0=21℃,求t？溫度傳感器——熱電偶第五十八頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日利用不平衡電橋產(chǎn)生熱電勢(shì)補(bǔ)償熱電偶因冷端溫度變化而引起熱電勢(shì)的變化值。R1、R2、R3(錳銅絲)、RCu(銅絲)設(shè)計(jì)時(shí)，在0℃下使電橋平衡(R1=R2=R3=RCu)，供電4V直流，在0～40℃或-20～20℃的范圍起補(bǔ)償作用。1.3電橋補(bǔ)償法熱電偶傳感器溫度傳感器——熱電偶T0Uab

EAB(T,T0)T0TAB+-abURCuR1R2R3Rmv第五十九頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日1.4顯示儀表機(jī)械調(diào)零法當(dāng)熱電偶直接連接測(cè)溫儀表時(shí)，可在測(cè)溫儀表上直接讀取溫度值，但是要注意應(yīng)將儀表零位調(diào)至實(shí)際零端溫度值的刻度上，否則將產(chǎn)生較大誤差。溫度傳感器——熱電偶第六十頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日由于熱電偶的線(xiàn)性較差，多數(shù)情況下采用查表法。我國(guó)從1991年開(kāi)始采用國(guó)際計(jì)量委員會(huì)規(guī)定的“1990年國(guó)際溫標(biāo)”（簡(jiǎn)稱(chēng)ITS-90）的新標(biāo)準(zhǔn)。按此標(biāo)準(zhǔn)，制定了相應(yīng)的分度表，并且有相應(yīng)的線(xiàn)性化集成電路與之對(duì)應(yīng)。

直接從熱電偶的分度表查溫度與熱電勢(shì)的關(guān)系時(shí)的約束條件是：自由端（冷端）溫度必須為0C。溫度傳感器——熱電偶2、分度表的查法

第六十一頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日例2：用鎳鉻-鎳硅熱電偶測(cè)爐溫，當(dāng)冷端溫度是30℃時(shí)（恒定），測(cè)出熱端溫度為時(shí)的熱電勢(shì)為39.17mv，求爐子的真實(shí)溫度。

溫度傳感器——熱電偶第六十二頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日A’B’例3：設(shè)接線(xiàn)盒溫度t1=0C，t2=20C，t3=40C，根據(jù)以下電路中的毫伏表的示值U=30mv及K熱電偶的分度表，查出熱端的溫度tx

。溫度傳感器——熱電偶A′B′第六十三頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日K熱電偶的分度表

t0=20℃;EAB(t,0℃)=EAB(t,20℃)+EAB(20℃,0℃)=

30+0.798=30.798mv;t=740℃第六十四頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日例1中

t0=21得：EAB(21,0)=0.832mVEAB(t，0)=2.831mV得：t=68℃溫度傳感器——熱電偶第六十五頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日使用補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)的作用：將熱電偶的冷端延長(zhǎng)，使得冷端遠(yuǎn)離測(cè)溫現(xiàn)場(chǎng)，便于冷端恒溫；同時(shí)可節(jié)約大量貴金屬，且便于敷設(shè)安裝。使用注意事項(xiàng)：1）補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)要與相應(yīng)熱電偶匹配，且極性不可接錯(cuò)；2）補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)與熱電偶熱電極的兩個(gè)接點(diǎn)必須同溫度；3）補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)必須在規(guī)定溫度范圍使用。溫度傳感器——熱電偶3、補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)的使用

第六十六頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日常用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)型號(hào)配用熱電偶分度號(hào)補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)材料絕緣層顏色正極負(fù)極正極負(fù)極SCS（鉑銠10—鉑）銅鎳銅紅綠KCK（鎳鉻—鎳硅）銅康銅紅(黃)KXK（鎳鉻—鎳硅）鎳鉻鎳硅紅黑EXE（鎳鉻—康銅）鎳鉻康銅紅藍(lán)JXJ（鐵—康銅）鐵康銅紅紫TXT（銅—康銅）銅康銅紅白第六十七頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院傳知萬(wàn)物感創(chuàng)未來(lái)溫度傳感器熱電偶熱電阻與熱敏電阻集成溫度傳感器第六十八頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日一、熱電阻的工作原理二、熱電阻的種類(lèi)三、熱電阻的特性四、熱電阻的應(yīng)用溫度傳感器——熱電阻第六十九頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日金屬熱電阻一般用于-200～+850℃溫度測(cè)量；材料多為純鉑金屬絲(也有銅、鎳)，繞制在云母板、玻璃或陶瓷線(xiàn)圈架上，構(gòu)成熱電阻。

溫度傳感器——熱電阻第七十頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日一、金屬熱電阻的工作原理

溫度升高，金屬內(nèi)部原子晶格的振動(dòng)加劇，從而使金屬內(nèi)部的自由電子通過(guò)金屬導(dǎo)體時(shí)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(chēng)其為正溫度系數(shù)，即溫度越高電阻值也越大。溫度傳感器——熱電阻第七十一頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日

取一只100W/220V燈泡，用萬(wàn)用表測(cè)量電阻值，發(fā)現(xiàn)其冷態(tài)阻值只有幾十歐姆，而計(jì)算得到的額定熱態(tài)電阻值多少？

溫度傳感器——熱電阻第七十二頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日易提純、復(fù)現(xiàn)性好的金屬材料才可用于制作熱電阻

溫度傳感器——熱電阻第七十三頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日熱電阻的主要技術(shù)性能

溫度傳感器——熱電阻第七十四頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日薄膜型及普通型鉑熱電阻

溫度傳感器——熱電阻二、金屬熱電阻的種類(lèi)第七十五頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日小型鉑熱電阻

溫度傳感器——熱電阻第七十六頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日防爆型鉑熱電阻

溫度傳感器——熱電阻第七十七頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日汽車(chē)用水溫傳感器及水溫表

銅熱電阻溫度傳感器——熱電阻第七十八頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日1、熱電阻的分度號(hào)三、金屬熱電阻的特性

熱電阻的溫度特性反映了其阻值與溫度的關(guān)系2、熱電阻溫度特性分度號(hào)=材料的化學(xué)元素符號(hào)+0℃時(shí)的阻值例如：Pt100（鉑電阻0℃

時(shí)阻值為100Ω）

Cu50（銅電阻0℃

時(shí)阻值為50Ω

）溫度傳感器——熱電阻第七十九頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日在0～850℃范圍內(nèi)，鉑電阻的電阻值與溫度的關(guān)系為

在–200℃～0℃范圍內(nèi)為：

R0、Rt——溫度為0及t℃時(shí)的鉑電阻的電阻值；

A、B、C——常數(shù)值，其中：

A=3.96847×10-3℃-1或3.94851×10-3℃-1

B=–5.847×10-7℃-2或–5.851×10-7℃-2

C=–4.22×10-12℃-4或–4.04×10-12℃-4Rt=R0（1+At+Bt2）Rt=R0[1+At+Bt2+C(t-100)t3]

(1)鉑電阻的溫度特性溫度傳感器——熱電阻第八十頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日(2)銅電阻的溫度特性在-50℃～150℃范圍內(nèi)，銅電阻電阻值與溫度的關(guān)系為Rt=R0（1+At）式中R0、Rt——溫度為0及t℃時(shí)的銅電阻的電阻值；

A常數(shù)值，A=4.28×10-3℃-1溫度傳感器——熱電阻第八十一頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日學(xué)習(xí)查“鉑熱電阻分度表”第八十二頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日例：查Pt100在阻值為170Ω時(shí)的溫度？溫度傳感器——熱電阻第八十三頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日鉑電阻的純度以R100/R0表示，R100表示在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水沸點(diǎn)時(shí)的鉑電阻值。國(guó)際溫標(biāo)規(guī)定，作為基準(zhǔn)器的鉑電阻，其R100/R0不得小于1.3925。我國(guó)工業(yè)用鉑電阻R100/R0=1.391。（3）百度電阻比溫度傳感器——熱電阻第八十四頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日四、金屬熱電阻的應(yīng)用

熱電阻是中低溫區(qū)常用的一種測(cè)溫元件。它的主要特點(diǎn)是測(cè)量精度高，性能穩(wěn)定。其中鉑熱電阻的測(cè)量精確度最高。由于熱電阻自身阻值隨溫度變化很小，當(dāng)熱電阻作為電橋的一個(gè)橋臂電阻時(shí)，其連接導(dǎo)線(xiàn)（從熱電阻到顯示儀表）也將成為橋臂電阻的一部分，這部分電阻是未知的且也隨溫度而變化，故而會(huì)造成測(cè)量誤差，因此通常采用三線(xiàn)制電橋。采用三線(xiàn)制電橋，可將引線(xiàn)電阻接在相鄰橋臂上，根據(jù)相鄰橋臂相同變化量可相互抵消的理論，則可消除引線(xiàn)電阻對(duì)電橋的影響。溫度傳感器——熱電阻第八十五頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日采用三線(xiàn)制電橋可有效減小引線(xiàn)電阻對(duì)輸出的影響溫度傳感器——熱電阻相鄰橋臂產(chǎn)生相同變化量可相互抵消第八十六頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日鉑電阻溫度顯示、變送器溫度傳感器——熱電阻第八十七頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日旋轉(zhuǎn)式機(jī)械設(shè)定開(kāi)關(guān)撥碼式設(shè)定開(kāi)關(guān)可設(shè)定溫度的溫度控制箱溫度傳感器——熱電阻第八十八頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日一、熱敏電阻的工作原理二、熱敏電阻的種類(lèi)三、熱敏電阻的技術(shù)指標(biāo)四、熱敏電阻的應(yīng)用溫度傳感器——熱敏電阻第八十九頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日一、熱敏電阻的工作原理熱敏電阻是利用某種半導(dǎo)體材料的電阻率隨溫度變化而變化的性質(zhì)制成的。熱敏電阻發(fā)展迅速，由于其性能得到不斷改進(jìn)，穩(wěn)定性已大為提高，在許多場(chǎng)合下（-40～＋350℃）熱敏電阻已逐漸取代傳統(tǒng)的溫度傳感器。溫度傳感器——熱敏電阻第九十頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日熱敏電阻用半導(dǎo)體材料氧化復(fù)合燒結(jié)而成。熱敏電阻符號(hào)

二、熱敏電阻的種類(lèi)溫度傳感器——熱敏電阻第九十一頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日熱敏電阻按溫度系數(shù)不同分類(lèi)該類(lèi)電阻的電阻值在某特定溫度范圍內(nèi)隨溫度升高而降低3～4個(gè)數(shù)量級(jí)，即具有很大負(fù)溫度系數(shù)。1．正溫度系數(shù)熱敏電阻（PTC）電阻值隨溫度升高而增大的電阻，簡(jiǎn)稱(chēng)PTC熱敏電阻。2．負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻（NTC）電阻值隨溫度升高而下降的電阻，簡(jiǎn)稱(chēng)NTC熱敏電阻。3．突變型負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻（CTR）溫度傳感器——熱敏電阻第九十二頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日熱敏電阻的外形、結(jié)構(gòu)及符號(hào)

a）圓片型熱敏電阻b）柱型熱敏電阻c）珠型熱敏電阻d）鎧裝型e）厚膜型f）圖形符號(hào)第九十三頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日12345下圖所示的五根曲線(xiàn)分別為哪種熱敏電阻？溫度傳感器——熱敏電阻第九十四頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日熱敏電阻外形

MF12型NTC熱敏電阻聚脂塑料封裝熱敏電阻溫度傳感器——熱敏電阻第九十五頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日其他形式的熱敏電阻

玻璃封裝NTC熱敏電阻MF58型熱敏電阻溫度傳感器——熱敏電阻第九十六頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日帶安裝孔的熱敏電阻大功率PTC熱敏電阻溫度傳感器——熱敏電阻第九十七頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日

貼片式NTC熱敏電阻溫度傳感器——熱敏電阻第九十八頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日

MF58型（珠形）高精度負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻MF5A-3型熱敏電阻（參考深圳科蓬達(dá)電子有限公司資料）溫度傳感器——熱敏電阻第九十九頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日非標(biāo)熱敏電阻第一百頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日非標(biāo)熱敏電阻第一百零一頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28日非標(biāo)熱敏電阻第一百零二頁(yè)，共一百一十七頁(yè)，2022年，8月28