檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)課件：第4章2A阻抗式傳感器

1、,4、1、3 熱電阻和熱敏電阻 原理: 利用電阻率隨溫度變化的特性制成的傳感器叫電阻式溫度傳感器。 兩大類： 金屬熱電阻 利用金屬材料的電阻率隨溫度變化的特性工作。如：銅、鉑。 熱敏電阻 利用半導(dǎo)體材料的電阻率隨溫度變化的特性工作。,1、鉑電阻 特點：物理化學(xué)性能穩(wěn)定，良好工藝性，電阻與溫度之間關(guān)系近似直線。在國際實用溫標(biāo)中，作為-2590C630OC的溫度基準(zhǔn)。缺點：電阻溫度系數(shù)較小。 鉑電阻與溫度之間的關(guān)系近似直線： -200C0C： R(t) =R01+ At + B t 2 +C(t-100C) t 3 0OC630OC: R(t) =R0（1+ At + B t 2 ） 鉑電阻的精度

2、與鉑的純度有關(guān)，因此百度電阻比W(100)可以反映金屬純度（純度越高，比值越大）。工業(yè)用標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻其百度電阻比大于或等于1.391。,Pt10,是10， Pt100,是100.(0OC) 測定熱電阻，查鉑電阻分度表，得到測量溫度值。,2、銅電阻,工業(yè)上若對測量精度要求不高而溫度又較低，常用銅熱電阻。 特點：-50150線性度好，溫度系數(shù)比鉑高，容易提純加工，價格便宜。 R(t) =R01+ At + B t 2 +C t 3 缺點：易于氧化，不適于在腐蝕性介質(zhì)或高溫下工作；電阻率低，體積大。 百度電阻比,大于或等于1.425。 工業(yè)上常用R0 為 Cu50,50, Cu100,100 。（0o

3、C）,熱電阻測溫電路,由金屬熱電阻RT組成的單臂變化電橋，R1R2R3是固定電阻，R0是調(diào)零電阻， RP是滿度調(diào)節(jié)電阻,Rres、RFS分別等于RT在起始溫度(如0C)及滿度(如100C)時的電阻值。 開關(guān)S撥到位置“2”，即測量溫度。,P222,熱電阻測溫電橋電路（探頭遠(yuǎn)距離連接）,可調(diào)電阻Rp接觸電阻可能會導(dǎo)致零點不穩(wěn),電位器的接觸電 阻不影響電橋平衡,三線連接法：連接導(dǎo)線電阻阻值隨溫度變化。只要長度和電阻溫度系數(shù)a都相等,不會產(chǎn)生溫度誤差。,二、熱敏電阻,熱敏電阻：用半導(dǎo)體材料制成的熱敏器件。 1.熱敏電阻類型 PTC正溫度系數(shù)熱敏電阻,用于過熱保護(hù)，溫度開關(guān)。 CTR臨界溫度系數(shù)熱敏電

4、阻,用于過熱保護(hù)，溫度開關(guān)。 NTC負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻,適用于溫度測量,溫度開關(guān)。,NTC熱敏電阻,一種氧化物燒結(jié)體。測量范圍-1003000C。與熱電阻相比，其特點： 電阻溫度系數(shù)大，靈敏度高，大約是金屬熱電阻的10倍。 結(jié)構(gòu)簡單，體積小，可測量點溫度， 電阻率高，熱慣性小，適合動態(tài)測量。,溫度系數(shù)：溫度變化1度時電阻值的相對變化量。,B：熱敏電阻的材料常數(shù)，一般B=2000K6000K。 T是國際開爾文溫度。,NTC熱敏電阻的溫度補(bǔ)償,并聯(lián)補(bǔ)償法 在熱敏電阻上并聯(lián)一個溫度系數(shù)很小的固定電阻，使等效電阻與溫度的關(guān)系在一定范圍內(nèi)是線性的。,功耗較小時發(fā)熱少，電壓與電流成比例，冷態(tài)電阻由外界溫度

5、決定； 電流較大時，功耗大，發(fā)熱，阻值下降； 因此要根據(jù)熱敏電阻的允許功耗確定流過熱敏電阻的電流。 一般使功耗在1毫瓦內(nèi)較合適。,U/V,NTC伏安特性,熱敏電阻測溫電路,熱敏電阻RT組成單臂變化的電橋，R2R3是平衡電阻，R1是起始電阻，阻值等于RT在t0時的阻值， R4是滿度電阻，阻值為RT在測量溫度上限時的阻值。 RP8是滿度調(diào)節(jié)電阻。 R5R6為uA表修正、保護(hù)作用,P224,熱電阻傳感器應(yīng)用氣體成分分析,（P244）,當(dāng)電阻絲的電流I和熱導(dǎo)池的壁面溫度tc固定時，電阻絲的阻值R只與混合氣體的導(dǎo)熱系數(shù)c有關(guān)。 式中：為電阻絲材料的電阻溫度系數(shù)，k為熱導(dǎo)池常數(shù)。,結(jié)論：通過對電阻絲的測量

6、便可實現(xiàn)雙組分氣體含量的分析,溫度控制器（封閉空間）,采用正溫度系數(shù)熱敏電阻，當(dāng)溫度低于設(shè)定溫度時，熱敏電阻阻值小，A點電位較高，三極管V1,V2導(dǎo)通，繼電器工作，繼電器觸點K閉合，電熱絲通電加熱，恒溫室升溫； 當(dāng)溫度高于設(shè)定溫度時，熱敏電阻阻值變大，A點電位降低，三極管V1,V2截止，繼電器不工作，觸點K斷開，電熱絲不通電，停止加熱，恒溫室降溫。 RP作用：恒溫溫度設(shè)定，該控制器適用于恒溫溫度高于室溫場合。,可調(diào)式電接點溫度繼電器,原理，水銀液體在玻璃管內(nèi)受熱膨脹，測量溫度，水銀液體導(dǎo)電接通或斷開電觸點。 結(jié)構(gòu)：兩根開關(guān)觸點引出線，其中一根與感溫泡的水銀相通，另一根與毛細(xì)管中的鉑絲相連接，旋

7、轉(zhuǎn)頂部的調(diào)節(jié)螺母，可使毛細(xì)管中的鉑絲根據(jù)設(shè)定溫度上下移動。 用途：既能指示溫度，又能設(shè)定溫度值，當(dāng)測量溫度到達(dá)設(shè)定溫度時，開關(guān)觸點接通，輸出控制或報警信號。,繼電器原理,繼電器分類： 固態(tài)繼電器、機(jī)電繼電器 固態(tài)繼電器(SSR)，是一種沒有機(jī)械運動，不含運動零件的繼電器，但它具有與機(jī)電繼電器本質(zhì)上相同的功能。SSR是一種全部由固態(tài)電子元件組成的無觸點開關(guān)元件，他利用電子元器件的電、磁和光特性來完成輸入與輸出的可靠隔離，利用大功率三極管，功率場效應(yīng)管，可控硅等器件的開關(guān)特性，來達(dá)到無觸點，無火花地接通和斷開被控電路的功能。,機(jī)電繼電器原理,機(jī)電繼電器就其在控制電路中的作用來講，它是以一定的輸入信號(如電流、電壓或其它非電信號)實現(xiàn)自動切換電路的“開關(guān)”。所以，它是一種自動、遠(yuǎn)動電器元件。 機(jī)電繼電器作為一個控制電器，它有兩個主要部分：一 個是控制系統(tǒng)(又叫輸入回路)；另一個是被控制系統(tǒng)(又 叫輸出回路)。 機(jī)電繼電器參數(shù)：工作電壓， 如5V,12V,24V,電流，小繼電器一般為幾十毫安。（如48VDC） 觸點參數(shù)，開關(guān)觸點數(shù)量，允許通過觸點電流、電壓等 （如10A240VAC,10A24V）。 使用方法，用萬用表測量找出工作線圈接點，線圈通電判定常開觸點，常閉觸點，公共觸點，焊接電路前畫出引腳圖。,7，8引腳是繼電器的驅(qū)動線圈。1,5引腳 是常閉