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4.2 温度传感器 * * 第四章 传感器技术 传感器概述 温度传感器 湿度传感器 压力传感器 转速传感器 加速度传感器 电压/电流传感器 * 4.1 传感器概述 传感器的组成： 传感器是指能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。 传感器是信息检测的必要工具，是生产自动化、科学测试、计算核算、监测诊断等系统中必不可少的基础环节。 传感器由敏感元件、转换元件和其他辅助部件组成。敏感元件是指传感器中能直接感受（或响应）与检测出被测对象的待测信息的元件；转换元件是指传感器中能将敏感元件所感受（或响应）的信息直接转换成电信号的部分；辅助器件通常包括电源。 * 传感器的分类： 按信号变换的特征分：有物性传感器和结构传感器。物性传感器是指依靠敏感元件材料本身的物理变化来实现信号的变换。结构传感器是依靠传感器结构参数的变化来实现信号的转换。 按用途不同：有温度传感器、湿度传感器、压力传感器、位移传感器、流量传感器、液位传感器、力传感器、速度传感器、加速度传感器、转矩传感器等。 按工作原理不同：有电学式传感器、磁学式传感器、光电式传感器、电势型传感器、电荷传感器、半导体传感器、谐振式传感器、电化学式传感器等。 * 按能量关系不同：分为有源传感器和无源传感器。有源传感器能将非电能量转换为电能量，它通常配有电压测量和放大电路。无源传感器本身不能换能，被测非电量公对传感器中的能量起控制或调节作用，通常使用的测量电路有电桥和谐振电路。 按测量方式不同：有接触式传感器和非接触式传感器。接触式传感器与被测物体接触，而非接触式传感器与被测物体不接触。 按输出信号的不同：有的模拟式传感器和数字式传感器。模拟式传感器的输出信号是连续变化的模拟量，数字式传感器的输出信号是数字量。 * 传感器的性能指标： 精确度：表示传感器精确度的指标有精密度、正确度和精确度。 精密度反映了测量结果的分散性。 正确度反映了测量结果偏离真值的程度，也就是指所测数值与真值的符合程度。 精确度含有精密度与正确度两者之和的意思，即测量的综合优良程度。 * 稳定性：表示传感器稳定性的指标有稳定度和影响系数。 稳定度一般是指时间上的稳定性。它反映了传感器和测量仪表中随机性变动、周期性变动、漂移等引起示值变化的程度。 室温、大气压、振动等外部环境状态变化对传感器和测量仪表示值的影响，以及电源电压、频率等仪表工作条件变化对传感器和测量仪表示值的影响，统称环境影响，可用影响系数来表示。 * 输入/输出特性：反映传感器输入/输出的指标输出有灵敏度、分辨率、线性度、重复性、滞环、动态特性。 灵敏度是指达到稳定工作状态时，输出变化量与引起此变化的输入变化量之比。 分辨率是指让传感器示值发生可察觉的极微小变化时被测量的最小变化值。 线性度（也称非线性误差）用来说明输出量与输入量的实际关系曲线偏离直线的程度。 重复性是指在同一工作条件下，输入量按同一方向在全测量范围内连续变动多次所得到的特性曲线的不一致性。 * 滞环说明了一个传感器的正向（上升）特性和反向（下降）特性不一致的程度。 动态特性是指传感器对于随时间变化的输入量的响应特性。 * 热电阻温度传感器 热电阻温度传感器主要用于中、低温度（-2000C~+6500C或+8500C）范围的温度测量，常用的工业标准化热电阻有铂热、铜热和镍热电阻。 * 热电阻温度传感器的结构：一般由测温元件（电阻体）、保护管和接线盒三部分组成。 热电阻传感器的测量线路一般使用电桥。 铠装热电阻：由金属保护管、绝缘材料和感温元件组成。这种热电阻热惰性小、响应速度快；具有良好的机械性能，可以耐强烈振动和冲击，适合于高压设备测温、有振动的场合和恶劣环境中使用。 薄膜型及厚膜型铂热电阻：一般用于平面物体的表面温度和动态温度检测。 * 集成温度传感器 测温范围：一般为-500C~+1500C，主要用于环境空间温度的检测与控制，以及家用电器的测试检测、控制和补偿。 结构：是一种将感温元件、放大电路、温度补偿电路等功能集成在一块极小芯片上的温度传感器。 特点：是发展的方向。具有线性度好、灵敏度高、体积小、稳定性好、输出信号大且规范化等优点。 类型：根据其输出形式不同可分为电压输出型和电流输出型两种。 * * 智能温度传感器 智能温度传感器：属于智能化集成温度传感器。 结构：适配各种微控制器（MCU），包括微处理器（μP）和单片机 （μC），是研制和开发具有高性价比的新一代温度测量系统所必不可少的核心器件。 特点：采用数字化技术，能以数字形式直接输出被测温度值，被测误差小、分辨力高、抗干扰能力强，能够远程传输数据，带串行总线接口等。 * * 4.3 湿度传感器 分类：按其使用的材料不同可分为： 电解质型：在绝缘基板上制作一对电极，涂上氯化锂胶模，产生离子