傳感器與檢測技術(shù)的理論基礎(chǔ)13

1、中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：教材第十五章溫度測量教材第十五章溫度測量中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院 都是以熱力學(xué)溫度作為基本溫度。都是以熱力學(xué)溫度作為基本溫度。中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院概述概述中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院 根據(jù)所用測溫物質(zhì)的根據(jù)所用測溫物質(zhì)的不同和測溫范圍不同，有不同和測溫范圍不同，有煤油溫度計、酒精溫度計、煤油溫度計、酒精溫度計、水銀溫度計、氣體溫度計、水銀溫度計、氣體溫度計、電阻溫度計、溫差溫度計、電阻溫度計、溫差溫度計、輻射溫度計、光測溫度計輻射溫度計、光測溫度計等等。等等。概述概述中國

2、礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院溫度測量方法及分類溫度測量方法及分類 測量方法按感溫元件是否與被測介質(zhì)測量方法按感溫元件是否與被測介質(zhì)接觸接觸, , 可以分成接觸式與非接觸式兩大類?？梢苑殖山佑|式與非接觸式兩大類。 接觸式測溫方法是使溫度敏感元件和被測溫度對象相接觸接觸式測溫方法是使溫度敏感元件和被測溫度對象相接觸, , 當(dāng)被測溫度與感溫元件達到熱平衡時當(dāng)被測溫度與感溫元件達到熱平衡時, , 溫度敏感元件與被測溫度敏感元件與被測溫度對象的溫度相等。溫度對象的溫度相等。 非接觸式測溫方法是應(yīng)用物體的熱輻射能量隨溫度的變化非接觸式測溫方法是應(yīng)用物體的熱輻射能量隨溫度的變化而變化的原理。而變

3、化的原理。概述概述中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院 溫度傳感器的種類很多，如果按價格和性能可分為：溫度傳感器的種類很多，如果按價格和性能可分為： 熱膨脹溫度傳感器，有液體、氣體的玻璃式溫度計、熱膨脹溫度傳感器，有液體、氣體的玻璃式溫度計、體溫計，結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用廣泛；體溫計，結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用廣泛； 家電、汽車上使用的傳感器，價格便宜、用量大、成家電、汽車上使用的傳感器，價格便宜、用量大、成本低、性能差別不大；本低、性能差別不大； 工業(yè)上使用的溫度傳感器，性能價格差別比較大，因工業(yè)上使用的溫度傳感器，性能價格差別比較大，因為傳感器的精度直接關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量和控制過程，通常價為傳感器的精度直

4、接關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量和控制過程，通常價格比較昂貴。格比較昂貴。 概述概述中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院概述概述中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院概述概述 各種熱電阻各種熱電阻中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院概述概述中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院熱電勢可分為：溫差電勢和接觸電勢熱電勢可分為：溫差電勢和接觸電勢中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院、 、式中：式中： A A、B B 代表不同材料；代表不同材料； T T，T T0 0 為兩端溫度；為兩端溫度；

5、K波爾茲曼常數(shù)波爾茲曼常數(shù)； e電子電荷量；電子電荷量； 是是A A、B B 材料的電子濃度；材料的電子濃度；BTATABNNeKTTeln)(00ln)(00BTATABNNeKTTeATNBTN0ATN0BTN中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院00lnln)()(00BTATBTATABABABNNeKTNNeKTTeTee中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院 2.單一導(dǎo)體的溫差電勢（湯姆遜電勢）單一導(dǎo)體的溫差電勢（湯姆遜電勢） 對單一金屬如果兩邊溫度不同，兩端也產(chǎn)生電勢。對單一金屬如果兩邊溫度不同，兩端也產(chǎn)生電勢。 產(chǎn)生這個電勢是由于導(dǎo)體內(nèi)自由電子在高溫端具產(chǎn)生這個電勢

6、是由于導(dǎo)體內(nèi)自由電子在高溫端具 有較大的動能，會向低溫端擴散。由于高溫端失有較大的動能，會向低溫端擴散。由于高溫端失 去電子帶正電，低溫端得到電子帶負(fù)電。去電子帶正電，低溫端得到電子帶負(fù)電。中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院v A A、B B 兩導(dǎo)體構(gòu)成閉合回路總的溫差電勢為兩導(dǎo)體構(gòu)成閉合回路總的溫差電勢為：000,()TABABTeT TeT TdT00,TAATeTTd T單一導(dǎo)體的溫差電勢為：單一導(dǎo)體的溫差電勢為：中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院根據(jù)兩導(dǎo)體的接觸電勢和單一導(dǎo)體溫差電勢，根據(jù)兩導(dǎo)體的接觸電勢和單一導(dǎo)體溫差電勢， v熱電偶總的熱電勢為：熱電偶總的熱電勢為

7、：),(),()()(000TTeTTeTeTeEBBABABAB)()(0TeTeABAB中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院 實際應(yīng)用中實際應(yīng)用中, , 熱電勢與溫度之間關(guān)系是通過熱電偶分度表熱電勢與溫度之間關(guān)系是通過熱電偶分度表來確定的。分度表是在參考端溫度為來確定的。分度表是在參考端溫度為00時時, , 通過實驗建立起通過實驗建立起來的熱電勢與工作端溫度之間的數(shù)值對應(yīng)關(guān)系。用熱電偶測溫來的熱電勢與工作端溫度之間的數(shù)值對應(yīng)關(guān)系。用熱電偶測溫, , 還要掌握熱電偶基本定律。下面引述幾個常用的熱電偶定律。還要掌握熱電偶基本定律。下面引述幾個

8、常用的熱電偶定律。 (1) (1) 中間導(dǎo)體定律中間導(dǎo)體定律 (2) (2) 中間溫度定律中間溫度定律 (3) (3) 均質(zhì)導(dǎo)體定律均質(zhì)導(dǎo)體定律 中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院 000,ABCABBCCAET TETETET：中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院0TT設(shè)設(shè) 時，時， 00ABCET000BCCAABETETET 將將 代入上式有：代入上式有： 000,ABCABABABET TETETET T中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院 4. 4.,ABCET T與與 0,ABCET T的代數(shù)和為：的代數(shù)和為：0

9、,0,ABABCABCET TET TET T 實際測量時，利用這一性實際測量時，利用這一性 質(zhì)，對參考端溫度不為零質(zhì)，對參考端溫度不為零 度時的熱電勢進行補償正。度時的熱電勢進行補償正。中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院5. 5. 均質(zhì)導(dǎo)體定律均質(zhì)導(dǎo)體定律 由一種均質(zhì)導(dǎo)體組成的閉合回路中由一種均質(zhì)導(dǎo)體組成的閉合回路中, , 不論導(dǎo)體的截面和不論導(dǎo)體的截面和長度如何以及各處的溫度分布如何長度如何以及各處的溫度分布如何, , 都不能產(chǎn)生熱電勢。都不能產(chǎn)生熱電勢。這條定理說明這條定理說明, , 熱電偶必須由兩種不同性質(zhì)的均質(zhì)材料構(gòu)熱電偶必須由兩種不同性質(zhì)的均質(zhì)材料構(gòu)成。成。 中國礦業(yè)大學(xué)

10、計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院v 熱電偶可以測量上千度高溫，并且精度高、熱電偶可以測量上千度高溫，并且精度高、 性能好，這是其它溫度傳感器無法替代的。性能好，這是其它溫度傳感器無法替代的。 中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)： 普通熱電偶，測量氣體、蒸汽、液體等，棒形結(jié)構(gòu)；普通熱電偶，測量氣體、蒸汽、液體等，棒形結(jié)構(gòu)； 薄膜熱電偶，用于火箭、飛機噴嘴溫度測量，結(jié)構(gòu)較??；薄膜熱電偶，用于火箭、飛機噴嘴溫度測量，結(jié)構(gòu)較??； 鎧裝熱電偶，用以測量狹小對象，結(jié)構(gòu)細(xì)長、可彎曲；鎧裝熱電偶，用以測量狹小對象，結(jié)構(gòu)細(xì)長、可彎曲； 表面熱電偶，用于弧形表面物體測溫；表面熱電偶，用于弧形表

11、面物體測溫； 消耗式熱電偶，主要用于鋼水溫度測量。消耗式熱電偶，主要用于鋼水溫度測量。a)a)普通熱電偶普通熱電偶 b)b)薄膜熱電偶薄膜熱電偶 c)c)鎧裝熱電偶鎧裝熱電偶中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院 從熱電偶測溫基本公式可以看到從熱電偶測溫基本公式可以看到, , 對某一種熱電偶來說熱電對某一種熱電偶來說熱電偶產(chǎn)生的熱電勢只與工作端溫度偶產(chǎn)生的熱電勢只與工作端溫度t t和自由端溫度和自由端溫度t t0 0有關(guān)有關(guān), , 即即: : E EABAB(t, t(t, t0 0)=e )=e ABAB(t)-e(t)-eABAB(t(t0 0) ) 熱電偶的分度表是以熱電偶的分度表

12、是以t t0 0=0=0作為基準(zhǔn)進行分度的作為基準(zhǔn)進行分度的, , 而在實際而在實際使用過程中使用過程中, , 參考端溫度往往不為參考端溫度往往不為0, 0, 那么工作端溫度為那么工作端溫度為t t時時, , 分度表所對應(yīng)的熱電勢分度表所對應(yīng)的熱電勢E EABAB(t, 0)(t, 0)與熱電偶實際產(chǎn)生的熱電勢與熱電偶實際產(chǎn)生的熱電勢E EABAB(t, t(t, t0 0) )之間的關(guān)系可根據(jù)中間溫度定律得到下式之間的關(guān)系可根據(jù)中間溫度定律得到下式: : E EABAB(t, 0)= E(t, 0)= EABAB(t, t(t, t0 0)+ E)+ EABAB(t(t0 0, 0) , 0

13、) 中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院 (1) (1)熱電偶補償導(dǎo)線熱電偶補償導(dǎo)線 (2)(2)參考端溫度修正法參考端溫度修正法 (3)(3)參考端參考端00恒溫法恒溫法 (4)(4)參考端溫度自動補償法（補償電橋法）參考端溫度自動補償法（補償電橋法） 中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院利用不平衡電橋的不平衡電壓來補償利用不平衡電橋的不平衡電壓來補償中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院熱電偶測溫時熱電偶測溫時, , 它可以直接與顯示儀表（如電子電位差它可以直接與顯示儀表（如電子電位差計、計、 數(shù)字表等）配套使用數(shù)字表等）配套使用, , 也可與溫度變送器配套也可與溫度

14、變送器配套, , 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電流信號換成標(biāo)準(zhǔn)電流信號. .中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院 顯示多點溫度時顯示多點溫度時, , 可按下圖連接可按下圖連接, , 這樣可節(jié)約顯示儀表這樣可節(jié)約顯示儀表和補償導(dǎo)線。和補償導(dǎo)線。 中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院 熱電偶可以串聯(lián)或并聯(lián)使用熱電偶可以串聯(lián)或并聯(lián)使用, ,如熱電偶正向串聯(lián)如熱電偶正向串聯(lián), , 可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。熱電偶串

15、、并聯(lián)線路如下圖度。熱電偶串、并聯(lián)線路如下圖 所示所示 中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院00,0,0ABABABEtEt tEt中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院如圖如圖6 6所示的熱電偶冷端溫度自補償電路所示的熱電偶冷端溫度自補償電路, ,電橋由三個電阻電橋由三個電阻溫度系數(shù)很小的電阻溫度系數(shù)很小的電阻R R1 1、R R2 2、R R3 3和電阻溫度系數(shù)較大的和電阻溫度系數(shù)較大的RcuRcu組成，組成，1 1）為什么要進行冷端溫度補償）為什么要進行冷端溫度補償2 2）圖）圖6 6冷端溫度自補償?shù)脑砝涠藴囟茸匝a償?shù)脑?圖圖6中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)

16、院多個型號相同的熱電偶可以連接在一起，分為正向串聯(lián)、多個型號相同的熱電偶可以連接在一起，分為正向串聯(lián)、反向串聯(lián)、并聯(lián)，（要求都采用兩個熱電偶，熱電偶直接反向串聯(lián)、并聯(lián)，（要求都采用兩個熱電偶，熱電偶直接與指示儀表配套使用）與指示儀表配套使用）1 1）畫出正向串聯(lián)線路圖，分析線路中輸出電勢）畫出正向串聯(lián)線路圖，分析線路中輸出電勢2 2）畫出反向串聯(lián)線路圖，分析輸出電勢）畫出反向串聯(lián)線路圖，分析輸出電勢3 3）畫出并聯(lián)線路圖，分析輸出電勢）畫出并聯(lián)線路圖，分析輸出電勢 中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院貼片式貼片式薄膜式薄膜式 大功率大功率 中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院-

17、200-200OO +0+0850850 2301100tRRtbtc tt201tRRtbt式中：式中： 0RtR為溫度為溫度 00 C和和 0tC時的電阻值。時的電阻值。溫度溫度 時，時， 0R的公稱值是的公稱值是100。 00 C中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院 由于鉑是貴重金屬由于鉑是貴重金屬, , 因此因此, , 在一些測量精度要求不在一些測量精度要求不高且溫度較低的場合高且溫度較低的場合, , 可采用銅熱電阻進行測溫可采用銅熱電阻進行測溫, , 它的它的測量范圍為測量范圍為-50+150-50+150。 銅熱電阻在測量范圍內(nèi)其電阻值與溫度的關(guān)系幾乎銅熱電阻在測量范圍內(nèi)其

18、電阻值與溫度的關(guān)系幾乎是線性的是線性的, , 可近似地表示為可近似地表示為: : R Rt t=R=R0 0（1+t1+t） 式中式中為銅熱電阻的電阻溫度系數(shù)為銅熱電阻的電阻溫度系數(shù), , 取取=4.28=4.2810-10-3/3/中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院熱電阻的測量電路）熱電阻的測量電路） 熱電阻的內(nèi)部接線可分為二線制、三線制和四線三種。熱電阻的內(nèi)部接線可分為二線制、三線制和四線三種。用熱電阻測溫時，經(jīng)常使用直流用熱電阻測溫時，經(jīng)常使用直流電橋為測量電路。熱電阻與測量電橋為測量電路。熱電阻與測量電路的接線方法有二線制、三線電路

19、的接線方法有二線制、三線制和四線制。制和四線制。 前兩種接法用于前兩種接法用于工業(yè)測量中，后種接法用于標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)測量中，后種接法用于標(biāo)準(zhǔn)和實驗室。和實驗室。中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院 鉑電阻溫度計的電阻與溫度的關(guān)系是鉑電阻溫度計的電阻與溫度的關(guān)系是 ，其，其中中 =0=0；鉑電阻溫度計在；鉑電阻溫度計在100 100 時，電阻值為時，電阻值為139139，0 0時時,R=100,R=100；當(dāng)它與氣體接觸時，電阻值增至；當(dāng)它與氣體接觸時，電阻值增至285285，試確定氣，試確定氣體的溫度。體的溫度。 )1 (20ttRR根據(jù)根據(jù) ，其中，其中 =0=0，0 0 時時,R=100

20、,R=100，可知，可知R R0 0= 1 0 0= 1 0 0 ， 在， 在 1 0 0 1 0 0 時 ， 電 阻 值 為時 ， 電 阻 值 為 1 3 91 3 9 ， =0.0039=0.0039現(xiàn)在的阻值為現(xiàn)在的阻值為281281，281=100281=100（1+0.0039t1+0.0039t）, ,可可得得t=464.1 t=464.1 )1 (20ttRRC0C0C0C0C0熱電阻的測量電路）熱電阻的測量電路）中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院熱敏電阻符號熱敏電阻符號 中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院 PTC PTC 正溫度系數(shù)型；正溫度系數(shù)型； NTC

21、 NTC 負(fù)溫度系數(shù)型負(fù)溫度系數(shù)型；負(fù)溫度系數(shù)型熱敏電阻特性曲線負(fù)溫度系數(shù)型熱敏電阻特性曲線 1 expTBRA TTTRA A ， 與材料和形狀有關(guān)；與材料和形狀有關(guān)； B B ， 常數(shù)；常數(shù)；， 溫度為溫度為T T時的電阻值；時的電阻值； 中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院0R圖是一恒溫電路，圖是一恒溫電路，A A為比較為比較器，當(dāng)環(huán)境溫度達到器，當(dāng)環(huán)境溫度達到TT時，時，輸出信號實現(xiàn)自動調(diào)溫控制。輸出信號實現(xiàn)自動調(diào)溫控制。 同相端輸入有同相端輸入有RP1RP1、R2R2、R3R3分壓確定作比較電平，分壓確定作比較電平，RPRP可調(diào)可調(diào)

22、節(jié)比較器的比較電平，從而調(diào)節(jié)比較器的比較電平，從而調(diào)節(jié)所需控制溫度。節(jié)所需控制溫度。熱敏電阻的恒溫控制電路熱敏電阻的恒溫控制電路中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院 集成溫度傳感器利用集成溫度傳感器利用PNPN結(jié)的電流、電壓特性與溫結(jié)的電流、電壓特性與溫 度的關(guān)系測溫，一般測量溫度范圍在度的關(guān)系測溫，一般測量溫度范圍在150150以下以下。 集成溫度傳感器把熱敏晶體管和外圍電路、放大集成溫度傳感器把熱敏晶體管和外圍電路、放大 器、偏置電路及線性電路制作在同一芯片上；器、偏置電路及線性電路制作在同一芯片上； 利用發(fā)射極電流密度在恒定比率下工作的晶體管利用發(fā)射極電流密度在恒定比率下工作的晶

23、體管 對的基極對的基極發(fā)射極之間電壓發(fā)射極之間電壓V VBEBE的差與溫度呈線性的差與溫度呈線性 關(guān)系。關(guān)系。中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院 晶體管伏安方程式：晶體管伏安方程式：012lnCBECK TIVqIK K 波爾滋蔓常數(shù)；波爾滋蔓常數(shù)； T T 絕對溫度絕對溫度; ; V1 V1、V2V2發(fā)射極面積比。發(fā)射極面積比。 電子電荷量；電子電荷量； q 正比于絕對溫度正比于絕對溫度 T T，只要保證，只要保證 恒定，恒定， 就可以使就可以使 與與 T T 為單值函數(shù)。為單值函數(shù)。 BEVBEV12/II中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院 圖為是絕對溫度比例電路圖為是

24、絕對溫度比例電路 V1V1、V2V2是兩只互相匹配的是兩只互相匹配的 溫敏晶體管，溫敏晶體管， I1I1、I2I2是集電極電流，由是集電極電流，由 恒流源提供，恒流源提供， VbeVbe是兩個晶體管發(fā)射是兩個晶體管發(fā)射 極和基極之間電壓差。極和基極之間電壓差。集成溫度傳感器基本集成溫度傳感器基本 電路原理圖電路原理圖 中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院 電壓輸出型電路電壓輸出型電路0lnBEK TVq01ln1RK TIqR電路輸出為：電路輸出為： 0201lnK TRURqv 可見輸出電壓可見輸出電壓U0U0與絕對溫度與絕對溫度T T成正比關(guān)成正比關(guān)系系中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦

25、業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院1222lnBETVTKIIRqR若若R=358R=358，電路輸出溫度系數(shù)為：，電路輸出溫度系數(shù)為： 2ln1/TTdIKCA KdTqR電流輸出型電路電流輸出型電路中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院 電流輸出型典型集成溫度傳感器有電流輸出型典型集成溫度傳感器有AD590AD590（美國（美國ADAD公司生產(chǎn)），國內(nèi)同類產(chǎn)品公司生產(chǎn)），國內(nèi)同類產(chǎn)品SG590SG590。 器件電源電壓器件電源電壓4 430V30V， 測溫范圍測溫范圍-50-50+150+150。AD590 AD590 引腳和內(nèi)部電路原理圖引腳和內(nèi)部電路原理圖中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)

26、院AD590AD590簡介簡介AD590AD590是美國模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成是美國模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成兩端感溫電流源。它的主要特性如下：兩端感溫電流源。它的主要特性如下：1 1、流過器件的電流（、流過器件的電流（mAmA）等于器件所處環(huán)境的熱力）等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度（開爾文）度數(shù)，即：學(xué)溫度（開爾文）度數(shù)，即： mA/KmA/K式中：式中： 流流過器件（過器件（AD590AD590）的電流，單位為）的電流，單位為mAmA； T T熱力學(xué)溫?zé)崃W(xué)溫度，單位為度，單位為K K。2 2、AD590AD590的測溫范圍為的測溫范圍為-55-55+150+150。3 3、AD590A

27、D590的電源電壓范圍為的電源電壓范圍為4V4V30V30V。電源電壓可在。電源電壓可在4V6V4V6V范圍變化，電流范圍變化，電流 變化變化1mA1mA，相當(dāng)于溫度變化，相當(dāng)于溫度變化1K1K。AD590AD590可以承受可以承受44V44V正向電壓和正向電壓和20V20V反向電壓，因而器反向電壓，因而器件反接也不會被損壞。件反接也不會被損壞。rI1TIrrI中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院4 4、輸出電阻為、輸出電阻為710MW710MW。5 5、精度高。、精度高。AD590AD590共有共有I I、J J、K K、L L、M M五檔，其中五檔，其中M M檔檔精度最高，在精度最

28、高，在-55-55+150+150范圍內(nèi)，非線性誤差為范圍內(nèi)，非線性誤差為0.30.3中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院 AD590 AD590在溫度在溫度2525（298.2K298.2K）時，理想輸出為）時，理想輸出為298.2A298.2A，實際存在誤差，可通過電位器調(diào)整，實際存在誤差，可通過電位器調(diào)整，使輸出電壓滿足使輸出電壓滿足1mV/K 1mV/K 的關(guān)系。的關(guān)系。 AD590 AD590 典型應(yīng)用典型應(yīng)用中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院AD590 AD590 典型應(yīng)用典型應(yīng)用中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院AD590 AD590 典型應(yīng)用典型應(yīng)用

29、中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院0R中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院補充（傳感器命名方法）補充（傳感器命名方法）一種傳感器產(chǎn)品的名稱，應(yīng)由主題詞加四級修飾語構(gòu)成。一種傳感器產(chǎn)品的名稱，應(yīng)由主題詞加四級修飾語構(gòu)成。(1)(1)主題詞主題詞傳感器。傳感器。(2)(2)第一級修飾語第一級修飾語被測量，包括修飾被測量的定語。被測量，包括修飾被測量的定語。(3)(3)第二級修飾語第二級修飾語轉(zhuǎn)換原理，一船可后續(xù)以轉(zhuǎn)換原理，一船可后續(xù)以“式式”字。字。 (4)(4)第三級修飾語第三級修飾語特征描述，指必須強調(diào)的傳感器結(jié)構(gòu)、特征描述，指必須強調(diào)的傳感器結(jié)構(gòu)、性能、材料特征、敏感元件以

30、及其它必要的性能特征，一般性能、材料特征、敏感元件以及其它必要的性能特征，一般可后續(xù)以可后續(xù)以“型型”字字(5)(5)第四級修飾語第四級修飾語主要技術(shù)指標(biāo)主要技術(shù)指標(biāo)( (量程、精確度、靈敏度量程、精確度、靈敏度范圍等范圍等) )100mm100mm應(yīng)變式位移傳感器應(yīng)變式位移傳感器0 0至至70kPa70kPa電位器式差壓傳感器電位器式差壓傳感器中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院補充（傳感器的命名規(guī)則）補充（傳感器的命名規(guī)則）一、傳感器代號的構(gòu)成一、傳感器代號的構(gòu)成傳感器的完整代號應(yīng)包括以下四部分：傳感器的完整代號應(yīng)包括以下四部分：a a主稱主稱( (傳感器傳感器) )；b b被測量

31、；被測量；c c轉(zhuǎn)換原理；轉(zhuǎn)換原理；d d序號。序號。在被測量、轉(zhuǎn)換原理、序號三部分代號之間須有連字符在被測量、轉(zhuǎn)換原理、序號三部分代號之間須有連字符“”連接。連接。中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院補充（傳感器的命名規(guī)則）補充（傳感器的命名規(guī)則） (1) (1)第一部分第一部分主稱主稱( (傳感器傳感器) )，用漢語拼音字母，用漢語拼音字母“c c”標(biāo)記。標(biāo)記。(2)(2)第二部分第二部分被測量用其一個或兩個漢語拼音的第一被測量用其一個或兩個漢語拼音的第一個大寫字母標(biāo)記。當(dāng)這組代號與該部分的另一個代號重個大寫字母標(biāo)記。當(dāng)這組代號與該部分的另一個代號重復(fù)時，則取漢語拼音的第二個大寫字

32、母作代號，以此類復(fù)時，則取漢語拼音的第二個大寫字母作代號，以此類推。對于有兩個或兩個以上被測量的多功能傳感器，應(yīng)推。對于有兩個或兩個以上被測量的多功能傳感器，應(yīng)作同樣處理。當(dāng)被測量為離子、粒子或氣體時，可用其作同樣處理。當(dāng)被測量為離子、粒子或氣體時，可用其元素符號、粒子符號或分子式加圓括號元素符號、粒子符號或分子式加圓括號()()表示。表示。中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院中國礦業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院(3)(3)第三部分第三部分轉(zhuǎn)換原理，用其一個或兩個漢語拼音的第轉(zhuǎn)換原理，用其一個或兩個漢語拼音的第一個大寫字母標(biāo)記。當(dāng)這組代號與該部分的另一個代號重一個大寫字母標(biāo)記。當(dāng)這組代號與該部分的另一個代號重復(fù)時，則用其漢語拼音的第二個大寫字母作代號以此類推。復(fù)時，則用其漢語拼音的第二個大寫字母作代號以此類推。 (4)(4)第四部分第四部分序號，用阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)記。序號可表征序號，用阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)記。序號可表征產(chǎn)品設(shè)計特征、性能參數(shù)、產(chǎn)品系列等。如果傳感器產(chǎn)品產(chǎn)品設(shè)計特征、性能參數(shù)、產(chǎn)品系列等。如果傳感器產(chǎn)品的主要性能參數(shù)不改變，僅在局部有改進或變動時，其序的主要性能參數(shù)不改變，僅在