溫度傳感器劉貞賢課件

溫度傳感器主講人：劉貞賢溫度傳感器冷卻水溫度測量油溫度測量軸承溫度測量主機(jī)排煙溫度測量常見的溫度傳感器熱電阻傳感器（ResistanceTemperatureDetector,RTD）（電阻隨溫度變化）金屬熱電阻—熱電阻半導(dǎo)體—熱敏電阻（Thermistor）熱電偶（Thermocouple）溫度傳感器（利用熱電效應(yīng)，將溫度量轉(zhuǎn)換為電勢大小的熱電式傳感器）熱電阻溫度傳感器測溫原理：熱電阻材料的電阻率隨溫度增加而增加熱電阻材料：鉑、銅、鎳測溫范圍：-200～850℃測溫對象：液體、蒸汽、氣體、固體表面溫度接線盒接線端子保護(hù)管絕緣磁珠感溫元件熱電阻溫度傳感器---種類---鉑熱電阻（PlatinumResistance）優(yōu)點(diǎn)：易于提純，物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，電阻率較大，能耐較高的溫度。鉑電阻的應(yīng)用范圍大，為-200～+850℃。缺點(diǎn)：價格高。應(yīng)用：測量精度高，可作為測溫基準(zhǔn)器。熱電阻溫度傳感器---種類---銅熱電阻（CuResistance）優(yōu)點(diǎn)：具有較大的電阻溫度系數(shù)，材料容易提純，銅的價格比較便宜，銅電阻的阻值與溫度之間接近線性關(guān)系。缺點(diǎn)：測溫范圍較?。?50～150℃），電阻率較小，穩(wěn)定性也較差，溫度超過150℃后容易氧化。應(yīng)用：一些測量精度要求不高且溫度較低的場合。式中，Rt---熱電阻在某溫度t時的阻值Rt

R0----溫度為0℃時的阻值熱電阻溫度傳感器---分度號和分度表不同的R0，其Rt—t的關(guān)系不一樣。這種關(guān)系成為分度表，并用相應(yīng)的分度號表示。Rt=f（t，R0）船上用得最多的鉑電阻是Pt100“Pt100”即分度號的一種，這里的Pt是鉑的化學(xué)符號，100表示R0（溫度0℃時的阻值）為100Ω。工業(yè)上用的銅電阻有Cu50、Cu100。熱電阻溫度傳感器---分度號和分度表鉑電阻Pt100部分分度表銅電阻Cu100部分分度表熱電阻式溫度傳感器常采用電橋電路將被測溫度的變化轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓輸出。熱電阻的測量電路“三線制”接法的作用：補(bǔ)償環(huán)境溫度的變化造成的測量誤差。熱電阻溫度傳感器三線制接法原理圖熱電阻電橋輸出電壓調(diào)零電阻連接導(dǎo)線“三線制”接法：采用兩根材料、長度和截面積相同的導(dǎo)線，保證導(dǎo)線的電阻值相等，將其分別接在測量橋臂和調(diào)零橋臂。當(dāng)環(huán)境溫度變化時，兩個橋臂上的這兩段導(dǎo)線的電阻值變化相同，就不會對電橋輸出電壓造成影響了。熱電阻的測量電路熱電阻溫度傳感器三線制接法原理圖熱電阻調(diào)零電阻連接導(dǎo)線熱電偶溫度傳感器測溫范圍：100～1300℃溫度---熱電偶溫度傳感器---電勢大小優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、精度高、熱慣性小、可測局部溫度和便于遠(yuǎn)距離傳送與集中檢測、自動記錄等特點(diǎn)。應(yīng)用：適用于檢測高溫的場合，如主機(jī)的排煙溫度熱電偶溫度傳感器---熱電效應(yīng)熱電極A左端稱為：熱端（工作端）

熱電極B熱電勢EAB（T，T0）T0（又稱偶絲）（又稱偶絲）BT右端稱為：冷端（參考端）

熱電效應(yīng)：在兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體所組成的閉合回路中，當(dāng)兩個端點(diǎn)溫度不相同時，回路中將產(chǎn)生電動勢?；芈分挟a(chǎn)生熱電勢的條件：熱電偶兩電極材料不同；兩節(jié)點(diǎn)處溫度不同熱電偶溫度傳感器---熱電效應(yīng)如果熱電偶的參考端溫度T0保持不變，則熱電偶的熱電勢EAB(T,T0)就是熱端溫度T的函數(shù)，也就是熱電勢EAB(T,T0)的大小就可以反映出熱端的溫度T。工程上即采用這種方法進(jìn)行測量。熱電極A左端稱為：熱端（工作端）

熱電極B熱電勢EAB（T，T0）T0（又稱偶絲）（又稱偶絲）BT右端稱為：冷端（參考端）

熱電偶溫度傳感器---冷端溫度補(bǔ)償R0、R1、R2-------錳銅絲繞制的電阻，其電阻不隨溫度變化實(shí)際中，冷端溫度是隨室溫變化的，這樣就會影響測量精度，因此要進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償。RCu------銅絲繞制的補(bǔ)償電阻，溫度越高，其阻值越大電橋電壓uab與熱電勢e是串聯(lián)的。當(dāng)調(diào)整好電路參數(shù)，電橋的輸出就可以抵消由于冷端溫度變化而引起的測量誤差。電橋補(bǔ)償法按照工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化要求，可將熱電偶分為標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶和非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶兩種。標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶是國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了其熱電勢與溫度的關(guān)系、允許誤差、并有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)分度表的熱電偶。我國指定來七種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶，分別是S、B、E、K、R、J、T。熱電偶溫度傳感器---種類及分度標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶名稱分度號測溫范圍（℃）新長期鉑銠10－鉑S0～1600鉑銠13－鉑R0～1700鉑銠30－鉑6B0～1800鎳鉻－鎳硅K-200～1300鎳鉻－康銅E-200～1000銅－康銅T-200～400鐵－康銅J-200～1300原理：半導(dǎo)體的電阻隨溫度變化應(yīng)用：適用于-100～300℃之間的溫度及相關(guān)參量的測量控制和電子線路熱補(bǔ)償電路，如電子溫度繼電器、電動機(jī)、發(fā)電機(jī)的過熱保護(hù)等。半導(dǎo)體溫度傳感器熱敏電阻（Thermistor）半導(dǎo)體溫度傳感器1．正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC(Positive

Temperature

Coefficient)電阻值隨溫度升高而增大的熱敏電阻---電熱毯、電蚊香加熱盤等小功率加熱控制元件。2．負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻NTC(Negative

Temperature

Coefficient)電阻值隨溫度升高而變小的熱敏電阻---大多數(shù)熱敏電阻3．臨界溫度系數(shù)熱敏電阻CTR

(CriticalTemperatureCoefficient)具有開關(guān)特性和一個溫度