溫度傳感器簡(jiǎn)介和分類(lèi)

溫度傳感器1溫度傳感器概述熱電偶的工作金屬熱電阻傳感器熱敏電阻集成溫度傳感器溫度傳感器應(yīng)用實(shí)例2

溫度傳感器是實(shí)現(xiàn)溫度檢測(cè)和控制的重要器件。在種類(lèi)繁多的傳感器中，溫度傳感器是應(yīng)用最廣泛、發(fā)展最快的傳感器之一。工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化流程，溫度測(cè)量點(diǎn)要占全部測(cè)量點(diǎn)的一半左右。34溫度：是反映物體冷熱狀態(tài)的物理參數(shù)。

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！5國(guó)際單位制1960年10月十一屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)確定了國(guó)際通用的國(guó)際單位制，簡(jiǎn)稱SI制。SI制有七個(gè)基本單位：長(zhǎng)度m、時(shí)間s、質(zhì)量kg、熱力學(xué)溫度（Kelvin溫度）K、電流單位A、光強(qiáng)度單位cd（坎德拉）、物質(zhì)量mol溫標(biāo)為了保證溫度量值的準(zhǔn)確和利于傳遞，需要建立一個(gè)衡量溫度的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)尺度。溫度不能直接測(cè)量，利用一些物質(zhì)的某些物性(諸如尺寸、密度、硬度、彈性模量、輻射強(qiáng)度等)隨溫度變化的規(guī)律，通過(guò)這些量來(lái)對(duì)溫度進(jìn)行間接測(cè)量。溫標(biāo)包括三個(gè)要素：測(cè)溫物質(zhì)及其測(cè)溫屬性、定標(biāo)點(diǎn)、分度法。溫標(biāo)：溫度的“標(biāo)尺”——依據(jù)溫標(biāo)就是測(cè)量一定的標(biāo)準(zhǔn)劃分的溫度標(biāo)志，是一種人為的規(guī)定，或者叫做一種單位制。7經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)華氏溫標(biāo)

1714年德國(guó)人華倫海特(Fahrenheit)以水銀為測(cè)溫介質(zhì)，制成玻璃水銀溫度計(jì)。按照華氏溫標(biāo)，則水的冰點(diǎn)為32℉，沸點(diǎn)為212℉。8攝氏溫標(biāo)

1740年瑞典人攝氏(Celsius)提出在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，把水的冰點(diǎn)規(guī)定為0攝氏度，水的沸點(diǎn)規(guī)定為100攝氏度。攝氏溫度和華氏溫度的關(guān)系為

T

<℉>=9/5*t<℃>+32t<℃>=5/9*（T

<℉>-32）

9熱力學(xué)溫標(biāo)熱力學(xué)溫標(biāo)是由開(kāi)爾文(Ketvin)在1848年提出的，以卡諾循環(huán)為基礎(chǔ)。熱力學(xué)溫標(biāo)是國(guó)際單位制中七個(gè)基本物理單位之一。熱力學(xué)溫標(biāo)為了在分度上與攝氏溫標(biāo)相一致，把標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，絕對(duì)零度與水的三相點(diǎn)溫度分為273.16份，每份為1K(Kelvin)。t(℃)=T（K）-273.15K熱力學(xué)溫標(biāo)10進(jìn)行間接溫度測(cè)量使用的溫度傳感器，通常是由感溫元件部分和溫度顯示部分組成。溫度傳感器組成框圖11

隨物體的熱膨脹相對(duì)變化而引起的體積變化；蒸氣壓的溫度變化；電極的溫度變化熱電偶產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)；光電效應(yīng)熱電效應(yīng)介電常數(shù)、導(dǎo)磁率的溫度變化；物質(zhì)的變色、溶解；強(qiáng)性振動(dòng)溫度變化；熱放射；熱噪聲。

溫度傳感器的物理原理12溫度傳感器應(yīng)滿足的條件特性與溫度之間的關(guān)系要適中，并容易檢測(cè)和處理，且隨溫度呈線性變化；除溫度以外，特性對(duì)其它物理量的靈敏度要低；特性隨時(shí)間變化要??；重復(fù)性好，沒(méi)有滯后和老化；靈敏度高，堅(jiān)固耐用，體積小，對(duì)檢測(cè)對(duì)象的影響要??；機(jī)械性能好，耐化學(xué)腐蝕，耐熱性能好；能大批量生產(chǎn)，價(jià)格便宜；無(wú)危險(xiǎn)性，無(wú)公害等。13

接觸式溫度傳感器非接觸式溫度傳感器接觸式溫度傳感器的特點(diǎn)：傳感器直接與被測(cè)物體接觸進(jìn)行溫度測(cè)量，由于被測(cè)物體的熱量傳遞給傳感器，降低了被測(cè)物體溫度，特別是被測(cè)物體熱容量較小時(shí)，測(cè)量精度較低。因此采用這種方式要測(cè)得物體的真實(shí)溫度的前提條件是被測(cè)物體的熱容量要足夠大。非接觸式溫度傳感器主要是利用被測(cè)物體熱輻射而發(fā)出紅外線，從而測(cè)量物體的溫度，可進(jìn)行遙測(cè)。其制造成本較高，測(cè)量精度卻較低。優(yōu)點(diǎn)是：不從被測(cè)物體上吸收熱量、不會(huì)干擾被測(cè)對(duì)象的溫度場(chǎng)、連續(xù)測(cè)量不會(huì)產(chǎn)生消耗、反應(yīng)快等。溫度測(cè)量傳感器的分類(lèi)14

示溫涂料（變色涂料）裝滿熱水后圖案變得清晰可辨15變色涂料在電腦內(nèi)部溫度中的示溫作用低溫時(shí)顯示藍(lán)色溫度升高后變?yōu)榧t色16紅外溫度計(jì)17物理現(xiàn)象分類(lèi)

體積熱膨脹

電阻變化溫差電現(xiàn)象導(dǎo)磁率變化電容變化壓電效應(yīng)超聲波傳播速度變化物質(zhì)顏色P–N結(jié)電動(dòng)勢(shì)晶體管特性變化可控硅動(dòng)作特性變化熱、光輻射鉑測(cè)溫電阻、熱敏電阻熱電偶BaSrTiO3陶瓷石英晶體振動(dòng)器超聲波溫度計(jì)示溫涂料液晶半導(dǎo)體二極管晶體管半導(dǎo)體集成電路溫度傳感器可控硅輻射溫度傳感器光學(xué)高溫計(jì)1.氣體溫度計(jì)2.玻璃制水銀溫度計(jì)3.玻璃制有機(jī)液體溫度計(jì)4.雙金屬溫度計(jì)5.液體壓力溫度計(jì)6.氣體壓力溫度計(jì)1．熱鐵氧體2．Fe-Ni-Cu合金18測(cè)溫范圍分類(lèi)分類(lèi)特征傳感器名稱測(cè)溫范圍超高溫用傳感器1500℃以上光學(xué)高溫計(jì)、輻射傳感器高溫用傳感器1000～1500℃光學(xué)高溫計(jì)、輻射傳感器、熱電偶中高溫用傳感器500～1000℃光學(xué)高溫計(jì)、輻射傳感器、熱電偶中溫用傳感器0～500℃★低溫用傳感器250～0℃晶體管、熱敏電阻、壓力式玻璃溫度計(jì)極低溫用傳感器-270～-250℃BaSrTiO3陶瓷

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