溫度傳感傳感器教學

溫度傳感傳感器教學課件第1頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月傳知萬物感創(chuàng)未來學習內(nèi)容認識傳感器

溫度傳感器力傳感器位移傳感器光電傳感器第2頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月傳知萬物感創(chuàng)未來溫度傳感器熱電偶熱電阻與熱敏電阻集成溫度傳感器第3頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月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應(yīng)用非常普遍：家用電器、火災(zāi)報警、醫(yī)療衛(wèi)生、天氣預(yù)報……煉鋼、氣象、太空、軍事……溫度傳感器——溫度測量第4頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月溫度標志著物質(zhì)內(nèi)部大量分子無規(guī)則運動的劇烈程度。溫度越高，表示物體內(nèi)部分子熱運動越劇烈。

模擬圖：在一個密閉的空間里，氣體分子在高溫時的運動速度比低溫時快！低溫高溫溫度傳感器——溫度測量第5頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月溫度傳感器——溫度測量熱平衡：溫度是描述熱平衡系統(tǒng)冷熱程度的物理量。分子物理學：溫度反映了物體內(nèi)部分子無規(guī)則運動的劇烈程度。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6頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月溫度傳感器——溫度測量溫標：溫度的數(shù)值表示方法稱為溫標。它規(guī)定了溫度的讀數(shù)的起點（即零點）以及溫度的單位。各類溫度計的刻度均由溫標確定。目前常用的溫標有：攝氏溫標、華氏溫標、熱力學溫標等。

第7頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月溫度傳感器——溫度測量攝氏溫標（℃）攝氏溫標是在標準大氣壓(即101325Pa)下將水的冰點定為零度，水的沸點定為100度，在這兩固定點之間劃分一百個等份，每一等份稱為攝氏一度(攝氏度，℃)。攝氏溫標是工程上最通用的溫度標尺。一般用小寫字母t表示。華氏溫標（℉）規(guī)定在標準大氣壓下冰的熔點為32華氏度，水的沸點為212華氏度，兩固定點間等分為180份，每一等份稱為華氏一度，單位用℉，它和攝氏溫度的關(guān)系：t=5/9(f-32)℃F=1.8t+32第8頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月

熱力學溫標是建立在熱力學第二定律基礎(chǔ)上的最科學的溫標，是由開爾文（Kelvin）根據(jù)熱力學定律提出來的，因此又稱開氏溫標。它的符號是T，單位是開爾文（K）。威廉·湯姆遜·開爾文勛爵像溫度傳感器——溫度測量第9頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月溫度傳感器——溫度測量熱力學溫標（K）熱力學溫標規(guī)定分子運動停止（即沒有熱存在）時的溫度為絕對零度，水的三相點（氣、液、固三態(tài)并存，且進入平衡狀態(tài)）溫度為273.16K，把從絕對零度到水的三相點之間的溫度均勻分為273.16格，每格為1K。由于以前曾規(guī)定冰點溫度為273.15K，故現(xiàn)在沿用這個規(guī)定進行換算。第10頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月溫度傳感器——溫度測量國際實用溫標（K）IPTS-68(InternationalPracticalTemperatureScaleof1968)ITS-90(1990年1月1日起全世界范圍采用)國際實用溫標規(guī)定熱力學溫度是基本溫度?！?K定義為水三相點熱力學溫度的1/273.16，即熱力學溫標規(guī)定水的三相點溫度為273.16K，這是建立溫標的惟一基準點?！駭z氏溫度分度值與開氏溫度分度值相同，即溫度間隔1℃=1K。第11頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月溫度傳感器——溫度測量國際實用溫標（IPTS-68）的固定點物質(zhì)平衡狀態(tài)溫度T/Kt/℃氫三相點13.81-259.31沸點25/76atm7.042-256.108沸點20.8-252.87沸點27.102-246.048氧三相點54.361-218.798沸點90.188-182.962水三相點273.160.01沸點373.15100.0鋅凝固點692.73419.58銀凝固點1235.08961.93金凝固點1337.581064.43第12頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月幾種溫標的對比

人體正常體溫為37C，相當于華氏溫度多少度？第13頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月溫度傳感器——溫度測量溫度傳感器的分類按用途分類：基準溫度計、工業(yè)溫度計；

按測量方法分類：接觸式溫度計、非接觸式溫度計；按輸出方式分類：自發(fā)電型溫度計、非電測型溫度計；按工作原理分類：膨脹式溫度計、電阻式溫度計、熱電式溫度計、輻射式溫度計等；第14頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月溫度傳感器——溫度測量名稱工作原理典型示例膨脹式溫度計體積熱膨脹玻璃制水銀溫度計液體壓力溫度計氣體壓力溫度計電阻式溫度計電阻變化熱電阻熱敏電阻熱電式溫度計熱電效應(yīng)熱電偶輻射式溫度計熱輻射輻射源溫度傳感器紅外溫度計

按工作原理分類：第15頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月溫度傳感器——溫度測量溫度傳感器的發(fā)展概況公元1600年，伽里略研制出氣體溫度計。一百年后，研制成酒精溫度計和水銀溫度計。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、溫差電動式元件、雙金屬式溫度傳感器。1950年以后，相繼研制成半導體熱敏電阻器。最近，隨著原材料、加工技術(shù)的飛速發(fā)展、又陸續(xù)研制出各種類型的溫度傳感器。第16頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月溫度傳感器——溫度測量溫度傳感器的發(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、汽車及農(nóng)畜業(yè)所需要的價廉的溫度傳感器。4．發(fā)展新型產(chǎn)品，擴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；研制系列晶體管測溫元件、快速高靈敏CA型熱電偶以及各類非接觸式溫度傳感器。5．發(fā)展適應(yīng)特殊測溫要求的溫度傳感器。6．發(fā)展數(shù)字化、集成化和自動化的溫度傳感器。第17頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月介紹幾種溫度測量方法

示溫涂料（變色涂料）裝滿熱水后圖案變得清晰可辨第18頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月變色涂料在電腦內(nèi)部溫度中的示溫作用CPU散熱風扇低溫時顯示藍色溫度升高后變?yōu)榧t色第19頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月體積熱膨脹式

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溫度成正比第20頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月紅外溫度計第21頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月熱電偶的工作原理熱電偶的結(jié)構(gòu)與種類熱電偶的三大定律熱電偶的應(yīng)用溫度傳感器——熱電偶第22頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月熱電偶測溫

溫差熱電偶（簡稱熱電偶）是目前溫度測量中使用最普遍的傳感元件之一。它具有結(jié)構(gòu)簡單，制造方便、測量范圍寬、準確度高、熱慣性小，輸出信號為電信號便于遠傳或信號轉(zhuǎn)換等優(yōu)點。測量時不需外加電源，使用十分方便，常用來測量爐子、管道內(nèi)的氣體或液體溫度，測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態(tài)溫度的測量。第23頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月熱電偶測溫的主要優(yōu)點1、它屬于自發(fā)電型傳感器：測量時可以不需外加電源，可直接驅(qū)動動圈式儀表；2、測溫范圍廣：下限可達-270C

，上限可達1800C以上；3、各溫區(qū)中的熱電勢均符合國際計量委員會的標準。第24頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)論：當兩個結(jié)點溫度不相同時，回路中將產(chǎn)生電動勢。

熱電極A自由端參考端冷端

一、熱電偶的工作原理

測量端工作端熱端

熱電極B熱電勢AB溫度傳感器——熱電偶第25頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月

1821年，德國物理學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接觸點（稱為結(jié)點），發(fā)現(xiàn)放在回路中的指南針發(fā)生偏轉(zhuǎn)（說明什么？），如果用兩盞酒精燈對兩個結(jié)點同時加熱，指南針的偏轉(zhuǎn)角反而減?。ㄓ终f明什么？）。顯然，指南針的偏轉(zhuǎn)說明回路中有電動勢產(chǎn)生并有電流在回路中流動，電流的強弱與兩個結(jié)點的溫差有關(guān)。

溫度傳感器——熱電偶第26頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月溫度傳感器——熱電偶將兩種不同成分的導體或半導體A和B組合成一個閉合回路，當閉合回路的兩個接點分別置于不同的溫度場中時（設(shè)T＞T0），回路中將產(chǎn)生一個電動勢，該電動勢的方向和大小與導體的材料及兩接點的溫度有關(guān)，這種現(xiàn)象叫做熱電效應(yīng)?；芈分兴a(chǎn)生的熱電勢由兩部分組成，一部分是兩種導體的接觸電動勢，另一部分是單一導體的溫差電動勢。

第27頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月溫度傳感器——熱電偶接觸電動勢當A和B兩種不同材料的導體接觸時，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），則電子在兩個方向上擴散的速率就不同。接觸電勢的大小與溫度高低及導體中的電子密度（導體材料）有關(guān)。與導體的直徑、長度、幾何形狀無關(guān)。第28頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月自由電子＋ABeAB（

T）T溫度傳感器——熱電偶第29頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月溫度傳感器——熱電偶溫差電動勢導體A、B將其兩端分別置于不同溫度場中（T＞T0），在導體內(nèi)部，熱端自由電子具有較大動能，向冷端移動，從而使熱端失去電子帶正電，冷端得到電子帶負電。因此，導體兩端便產(chǎn)生一個由熱端指向冷端的靜電場，該電場阻止電子從熱端繼續(xù)到冷端并使電子反方向移動，最后達到動態(tài)平衡。這樣，導體兩端產(chǎn)生電位差，即溫差電動勢。溫差電動勢大小取決于導體材料及兩端溫度。第30頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月溫度傳感器——熱電偶熱電偶回路的總電動勢由導體材料A、B組成的閉合回路，如果導體A的電子密度大于導體B的電子密度，且兩接點溫度不相等，分別為T、T0，如果T＞T0

，則必存在著兩個接觸電勢和兩個溫差電勢，回路總電勢：第31頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月溫度傳感器——熱電偶實踐證明，熱電偶回路中起主要作用的是接觸電勢，溫差電勢只占極小部分，可忽略不計。第32頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月只有當熱電偶兩端溫度不同,且熱電偶的兩導體材料不同時才能有熱電勢產(chǎn)生。熱電偶回路熱電勢只與組成熱電偶的材料及兩端溫度有關(guān)；與熱電偶的長度、粗細無關(guān)。只有用不同性質(zhì)的導體(或半導體)才能組合成熱電偶；相同材料不會產(chǎn)生熱電勢。溫度傳感器——熱電偶第33頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月溫度傳感器——熱電偶導體材料確定后，熱電勢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EAB(T，T0)就是T的單值函數(shù)，這就是利用熱電偶測溫的原理。

這一關(guān)系式在實際測溫中得到廣泛應(yīng)用。因為冷端溫度恒定，熱電偶產(chǎn)生的熱電勢只隨熱端溫度的變化而變化，即一定的熱電勢對應(yīng)一定的溫度，故只需用測量熱電勢的方法就可達到測溫的目的。對于各種不同金屬組成的熱電偶，溫度與熱電勢間有不同的函數(shù)關(guān)系，一般用實驗方法求取這個函數(shù)關(guān)系。通常令t0=0℃，然后在不同溫差下精確測定出回路總熱電勢，并將所測結(jié)果列成表格（熱電偶分度表）供使用查詢。第34頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月二、熱電偶的結(jié)構(gòu)與種類1、種類——八種國際通用熱電偶：

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35頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月分度號

名稱

測量溫度范圍

1000C熱電勢/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溫范圍與熱電勢第36頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月幾種常用熱電偶的熱電勢與溫度的關(guān)系曲線分析：

哪幾種熱電偶的測溫上限較高？哪一種熱電偶的靈敏度較高？哪一種熱電偶的靈敏度較低？哪幾種熱電偶的線性較差？為什么所有的曲線均過原點（零度點）？溫度傳感器——熱電偶第37頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月查熱電偶的分度表

假設(shè)熱電偶的冷端溫度為0C，請根據(jù)鎳鉻-鎳硅（K）熱電偶的分度表，查出：-80C、0C、80C時的熱電勢。比較查出的3個熱電勢，可以看出熱電勢是否線性？溫度傳感器——熱電偶第38頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月K熱電偶

分度表

由于是非線性的，因而在實際應(yīng)用中要通過分度表的查表而非公式計算來得到被測溫度值。第39頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月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40頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月接線盒引出線套管

固定螺紋

（出廠時用塑料包裹）工作端（熱端）

不銹鋼保護管

工業(yè)熱電偶結(jié)構(gòu)示意圖1－接線盒；2－保險套管；3―絕緣套管；4―熱電偶絲1234溫度傳感器——熱電偶第41頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月鎧裝型熱電偶外形法蘭鎧裝型熱電偶可長達上百米薄壁金屬保護套管（鎧體）

BA絕緣材料鎧裝型熱電偶橫截面第42頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月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)置在金屬保護管中、運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，再截取適當長度、將工作端焊接密封、配置接線盒即成為柔軟、細長的鎧裝熱電偶。鎧裝熱電偶特點：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、抗機械外力沖擊的特性。鎧裝熱電偶可以制作得很細，能解決微小、狹窄場合的測溫問題，且具有抗震、可彎曲、超長等優(yōu)點。

溫度傳感器——熱電偶第43頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月隔爆型熱電偶外形厚壁保護管壓鑄的接線盒電纜線第44頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)構(gòu)特點：隔爆熱電偶的接線盒在設(shè)計時采用防爆的特殊結(jié)構(gòu)，它的接線盒是經(jīng)過壓鑄而成的，有一定的厚度、隔爆空間，機構(gòu)強度較高；采用螺紋隔爆接合面，并采用密封圈進行密封，因此，當接線盒內(nèi)一旦放弧時，不會與外界環(huán)境的危險氣體傳爆，能達到預(yù)期的防爆、隔爆效果。使用場合：工業(yè)用的隔爆型熱電偶多用于化學工業(yè)自控系統(tǒng)中（由于在化工生產(chǎn)廠、生產(chǎn)現(xiàn)場常伴有各種易燃、易爆等化學氣體或蒸汽，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45頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月其他熱電偶外形小形K型熱電偶溫度傳感器——熱電偶第46頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月三、熱電偶三大定律1、中間導體定律2、中間溫度定律3、參考電極定律溫度傳感器——熱電偶第47頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月1、中間導體定律TABCT0T0在熱電偶回路中接入第三種導體，只要第三種導體的兩接點溫度相同，則回路中總的熱電勢不變。溫度傳感器——熱電偶第48頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月中間導體定律的應(yīng)用電位計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E，只要保證電位計與連接熱電偶處的接點溫度相等，就不會影響回路中原來的熱電勢。TET0T1T1ET0T0T溫度傳感器——熱電偶第49頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月此定律在使用中不僅可以在熱電偶回路中接入各種類型的顯示儀表，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行溫度測量。只要保證與熱電偶連接處的接點溫度相等，就不會影響回路中原來的熱電勢。如果接入的第三導體兩端溫度不等，熱電偶回路的熱電勢將發(fā)生變化，變化大小取決于導體性質(zhì)和接點溫度。因此，在測量中必須接入的第三導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，熱電勢的變化將很大。溫度傳感器——熱電偶第50頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月2、中間溫度定律熱電偶在兩接點溫度T1、T3時的熱電勢等于該熱電偶在接點溫度為T1、T2和T2、T3時的相應(yīng)熱電勢的代數(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51頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月中間溫度定律的應(yīng)用只要T1、T0不變，接入AˊBˊ后不管接點溫度T2如何變化，都不影響總熱電勢。這便是引入補償導線原理。當在原來熱電偶回路中分別引入與導體材料A、B同樣熱電特性的材料A′、B′即引入所謂補償導線時，當兩接點溫度相同時，回路總的熱電勢不變。熱電偶補償導線接線圖ABT1A’T0EB’溫度傳感器——熱電偶第52頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月3、標準電極定律如果兩種導體分別與第三種導體組成的熱電偶熱電勢已知，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可由下式計算得到：

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53頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月例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勢為2.95mv，考銅與純鉑組成的熱電偶的熱電動勢是-4.0mv，則鎳鉻-考銅組成的熱電偶100℃時的熱電動勢是多少？溫度傳感器——熱電偶第54頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月1、熱電偶冷端的補償2、分度表的查表方法3、補償導線的使用四、熱電偶的應(yīng)用溫度傳感器——熱電偶第55頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月熱電偶熱電勢的大小是熱端溫度t和冷端溫度t0的函數(shù)差，為保證輸出熱電勢是被測溫度的單值函數(shù)，必須使冷端溫度保持恒定；熱電偶分度表給出的熱電勢是以冷端溫度0℃為依據(jù)，因而查表時對于冷端溫度要特別關(guān)注。因此，需要對熱電偶進行冷端補償1、熱電偶的冷端補償溫度傳感器——熱電偶第56頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月

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實驗中使用。(稱冰浴法)1.1冷端恒溫法mVABA’B’TCC儀表銅導線試管補償導線熱電偶冰點槽冰水溶液T0溫度傳感器——熱電偶第57頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月用實際冷端溫度t0查表得到修正電勢EAB(t0,0℃)；利用公式計算查表得到tEAB(t，0)=EAB(t,t0)+EAB(t0，0)1.2計算修正法解：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對應(yīng)的熱端溫度t=68℃。例1：用銅-康銅熱電偶測某一溫度t，參比端在室溫環(huán)境t0，測得熱電動勢為1.999mV，又用室溫計測出t0=21℃,求t？溫度傳感器——熱電偶第58頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月利用不平衡電橋產(chǎn)生熱電勢補償熱電偶因冷端溫度變化而引起熱電勢的變化值。R1、R2、R3(錳銅絲)、RCu(銅絲)設(shè)計時，在0℃下使電橋平衡(R1=R2=R3=RCu)，供電4V直流，在0～40℃或-20～20℃的范圍起補償作用。1.3電橋補償法熱電偶傳感器溫度傳感器——熱電偶T0Uab

EAB(T,T0)T0TAB+-abURCuR1R2R3Rmv第59頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月1.4顯示儀表機械調(diào)零法當熱電偶直接連接測溫儀表時，可在測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60頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月由于熱電偶的線性較差，多數(shù)情況下采用查表法。我國從1991年開始采用國際計量委員會規(guī)定的“1990年國際溫標”（簡稱ITS-90）的新標準。按此標準，制定了相應(yīng)的分度表，并且有相應(yīng)的線性化集成電路與之對應(yīng)。

直接從熱電偶的分度表查溫度與熱電勢的關(guān)系時的約束條件是：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61頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月例2：用鎳鉻-鎳硅熱電偶測爐溫，當冷端溫度是30℃時（恒定），測出熱端溫度為時的熱電勢為39.17mv，求爐子的真實溫度。

溫度傳感器——熱電偶第62頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月A’B’例3：設(shè)接線盒溫度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63頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月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64頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月例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65頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月使用補償導線的作用：將熱電偶的冷端延長，使得冷端遠離測溫現(xiàn)場，便于冷端恒溫；同時可節(jié)約大量貴金屬，且便于敷設(shè)安裝。使用注意事項：1）補償導線要與相應(yīng)熱電偶匹配，且極性不可接錯；2）補償導線與熱電偶熱電極的兩個接點必須同溫度；3）補償導線必須在規(guī)定溫度范圍使用。溫度傳感器——熱電偶3、補償導線的使用

第66頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月常用熱電偶補償導線補償導線型號配用熱電偶分度號補償導線材料絕緣層顏色正極負極正極負極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JXJ（鐵—康銅）鐵康銅紅紫TXT（銅—康銅）銅康銅紅白第67頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月常州信息職業(yè)技術(shù)學院傳知萬物感創(chuàng)未來溫度傳感器熱電偶熱電阻與熱敏電阻集成溫度傳感器第68頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月一、熱電阻的工作原理二、熱電阻的種類三、熱電阻的特性四、熱電阻的應(yīng)用溫度傳感器——熱電阻第69頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月金屬熱電阻一般用于-200～+850℃溫度測量；材料多為純鉑金屬絲(也有銅、鎳)，繞制在云母板、玻璃或陶瓷線圈架上，構(gòu)成熱電阻。

溫度傳感器——熱電阻第70頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月一、金屬熱電阻的工作原理

溫度升高，金屬內(nèi)部原子晶格的振動加劇，從而使金屬內(nèi)部的自由電子通過金屬導體時的阻礙增大，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71頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月

取一只100W/220V燈泡，用萬用表測量電阻值，發(fā)現(xiàn)其冷態(tài)阻值只有幾十歐姆，而計算得到的額定熱態(tài)電阻值多少？

溫度傳感器——熱電阻第72頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月易提純、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73頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月熱電阻的主要技術(shù)性能

溫度傳感器——熱電阻第74頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月薄膜型及普通型鉑熱電阻

溫度傳感器——熱電阻二、金屬熱電阻的種類第75頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月小型鉑熱電阻

溫度傳感器——熱電阻第76頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月防爆型鉑熱電阻

溫度傳感器——熱電阻第77頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月汽車用水溫傳感器及水溫表

銅熱電阻溫度傳感器——熱電阻第78頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月1、熱電阻的分度號三、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=材料的化學元素符號+0℃時的阻值例如：Pt100（鉑電阻0℃

時阻值為100Ω）

Cu50（銅電阻0℃

時阻值為50Ω

）溫度傳感器——熱電阻第79頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月在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80頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月(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81頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月學習查“鉑熱電阻分度表”第82頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月例：查Pt100在阻值為170Ω時的溫度？溫度傳感器——熱電阻第83頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月鉑電阻的純度以R100/R0表示，R100表示在標準大氣壓下水沸點時的鉑電阻值。國際溫標規(guī)定，作為基準器的鉑電阻，其R100/R0不得小于1.3925。我國工業(yè)用鉑電阻R100/R0=1.391。（3）百度電阻比溫度傳感器——熱電阻第84頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月四、金屬熱電阻的應(yīng)用

熱電阻是中低溫區(qū)常用的一種測溫元件。它的主要特點是測量精度高，性能穩(wěn)定。其中鉑熱電阻的測量精確度最高。由于熱電阻自身阻值隨溫度變化很小，當熱電阻作為電橋的一個橋臂電阻時，其連接導線（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，故而會造成測量誤差，因此通常采用三線制電橋。采用三線制電橋，可將引線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，則可消除引線電阻對電橋的影響。溫度傳感器——熱電阻第85頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月采用三線制電橋可有效減小引線電阻對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86頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月鉑電阻溫度顯示、變送器溫度傳感器——熱電阻第87頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月旋轉(zhuǎn)式機械設(shè)定開關(guān)撥碼式設(shè)定開關(guān)可設(shè)定溫度的溫度控制箱溫度傳感器——熱電阻第88頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月一、熱敏電阻的工作原理二、熱敏電阻的種類三、熱敏電阻的技術(shù)指標四、熱敏電阻的應(yīng)用溫度傳感器——熱敏電阻第89頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月一、熱敏電阻的工作原理熱敏電阻是利用某種半導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，穩(wěn)定性已大為提高，在許多場合下（-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90頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月熱敏電阻用半導體材料氧化復(fù)合燒結(jié)而成。熱敏電阻符號

二、熱敏電阻的種類溫度傳感器——熱敏電阻第91頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月熱敏電阻按溫度系數(shù)不同分類該類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個數(shù)量級，即具有很大負溫度系數(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，簡稱PTC熱敏電阻。2．負溫度系數(shù)熱敏電阻（NTC）電阻值隨溫度升高而下降的電阻，簡稱NTC熱敏電阻。3．突變型負溫度系數(shù)熱敏電阻（CTR）溫度傳感器——熱敏電阻第92頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月熱敏電阻的外形、結(jié)構(gòu)及符號

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）圖形符號第93頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月12345下圖所示的五根曲線分別為哪種熱敏電阻？溫度傳感器——熱敏電阻第94頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月熱敏電阻外形

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95頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月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96頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月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97頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月

貼片式NTC熱敏電阻溫度傳感器——熱敏電阻第98頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月

MF58型（珠形）高精度負溫度系數(shù)熱敏電阻MF5A-3型熱敏電阻（參考深圳科蓬達電子有限公司資料）溫度傳感器——熱敏電阻第99頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月非標熱敏電阻第100頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月非標熱敏電阻第101頁，課件共117頁，創(chuàng)作于2023年2月非標熱敏電阻第102頁，課