傳感器與檢測技術(shù)第九講

傳感器與檢測技術(shù)第九講第一頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六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)用第二頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六熱電阻式傳感器熱電阻：是利用導(dǎo)體的電阻率ρ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。第三頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六鉑電阻鉑易于提純，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(biāo)的基準(zhǔn)器。鉑電阻的電阻值與溫度之間的關(guān)系為：第四頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六銅電阻適用一些測量精度不高，測溫范圍較小（-50~1500C）的情況。鎳電阻測溫范圍（-100~3000C）優(yōu)點：溫度系數(shù)大，電阻率較大缺點：非線性嚴(yán)重，材料提純較困難，穩(wěn)定性差，容易氧化第五頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六低溫領(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（-273~-268.50C）第六頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六熱電阻的結(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

第七頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六熱敏電阻熱敏電阻概述熱敏電阻的結(jié)構(gòu)熱敏電阻的缺點第八頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六熱敏電阻利用半導(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(yuǎn)距離測量等特點。機(jī)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。第九頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六熱敏電阻的特點：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(qiáng)。缺點：第十頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六熱電阻的結(jié)構(gòu)和符號：a)結(jié)構(gòu)b)符號第十一頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六熱敏電阻的結(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(fù)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、片狀、珠狀和薄膜狀等形式。第十二頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六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）：第十三頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六熱電阻測溫電路最常用的熱電阻測溫電路——電橋電路第十四頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六為了消除導(dǎo)線連接帶來的測量誤差：第十五頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六新型溫度傳感——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(bǔ)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)字輸出型第十六頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六集成溫度傳感器——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10℃5.0℃2.5℃1.0℃0.5℃非線性誤差3.0℃1.5℃0.8℃0.4℃0.3℃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)表第十七頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六AD590應(yīng)用：第十八頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六熱電阻式傳感器的應(yīng)用使用熱電阻或熱敏電阻進(jìn)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(hù)第十九頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六使用熱電阻或熱敏電阻進(jìn)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(dá)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(dá)到測量介質(zhì)的某些參數(shù)。第二十頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六