模块三 温度传感器.pptVIP

温度传感器及应用 模块三 温度传感器 情景模拟 学习目标 通过学习要求了解温度测量的基本方法，掌握几种温度测量器件的结构、工作原理、特性, 学会选用方法和技巧，能用其组成测量系统。 主要内容 任务一.掌握温度测量基本知识 任务二.掌握热电偶传感器（重点）的原理、结构、应用 任务三.掌握热电阻传感器的原理、结构、应用 任务四.掌握热敏电阻的原理、结构、应用 任务五.掌握温度传感器的原理、结构、应用 一.温度检测的基本知识 基本概念 温度标志着物质内部大量分子无规则运动的剧烈程度。温度越高，表示物体内部分子热运动越剧烈。 几种温标的对比 热电效应 两种不同的金属A和B构成闭合回路 当两个接触端 T﹥ T0时，回路中会产生热电势 任务二.掌握热电偶传感器的原理、结构、应用 二.热电偶传感器 温度传感器及应用(下） 模块三温度传感器 情景模拟 主要内容 任务一.温度测量基本知识 任务二.热电偶传感器（重点） 任务三.热电阻传感器 任务四.热敏电阻 任务五.温度传感器 热电式传感器是利用转换元件电磁参量随温度变化的特性，对温度和与温度有关的参量进行检测的装置。 将温度变化转换为电阻变化的称为热电阻传感器； 将温度变化转换为热电势变化的称为热电偶传感器。 任务三.掌握热电阻传感器的原理、结构、应用 热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。 热电阻分类 按材料分，热电阻传感器可分为金属热电阻式和半导体热电阻式两大类，前者简称热电阻，后者简称热敏电阻。 按结构分，普通型热电阻、锴装热电阻、薄膜热电阻 按用途分，工业用热电阻、精密标准电阻 工作原理 温度升高，金属内部原子晶格的振动加剧，从而使金属内部的自由电子通过金属导体时的阻碍增大，宏观上表现出电阻率变大，电阻值增加，我们称其为正温度系数，即电阻值与温度的变化趋势相同。 金属热电阻及其特性 热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量。 铜电阻 其他热电阻 镍使用温度范围是-50～100℃和-50～150 ℃。但目前应用较少：镍非线性严重，材料提取也困难。但灵敏度都较高，稳定性好，在自动恒温和温度补偿方面的应用较多。（我国定为标准化热电阻） 铟电阻适宜在-269～-258℃温度范围内使用，测温精度高，灵敏度是铂电阻的10倍，但是复现性差。 锰电阻适宜在-271～-210℃温度范围内使用，灵敏度高，但是质脆易损坏。 碳电阻适宜在-273～-268.5℃温度范围内使用，热容量小，灵敏度高，价格低廉，操作简便，但是热稳定性较差。 热电阻的结构、类型 热电阻的结构比较简单，一般将电阻丝统在云母、石英、陶瓷、塑料等绝缘骨架上，经过固定，外面再加上保护套管。但骨架性能的好坏，影响其测量精度、体积大小和使用寿命。 铠装式铂电阻比装配式铂电阻直径小，易弯曲，抗震性好，适宜安装在装配式铂电阻无法安装的场合。 铠装式铂电阻外保护套管采用不锈钢，内充满高密度氧化物绝缘体，因此具有很强的抗污染性能和优良的机械强度，适合安装在环境恶劣的场合。 可直接用铜导线和二次仪表相连接使用。由于它具有良好的电输出特性，可为显示仪、记录仪、调节器、扫描器、数据记录仪以及计算机提供准确的温度变化信号。 薄膜铂热电阻元件，把金属铂研制成粉浆，采用先进的激光喷溅薄膜技术，及光刻法和干燥蚀刻法把铂附着在陶瓷基片上形成膜，引线经过激光调阻制成。铂金属的长期稳定性、可重复操作性、快速响应及较宽的工作温度范围等特性使其能够适合多种应用。 铂热电阻分度表 热电阻的应用 1、 热电阻温度计 任务四.掌握半导体热敏电阻的原理、结构、应用 利用半导体的电阻值随温度显著变化的特性制成由金属氧化物和化合物按不同的配方比例烧结 优 点： (1) 热敏电阻的温度系数比金属大（4～9倍） (2) 电阻率大，体积小，热惯性小，适于测量点温、表面温度及快速变化的温度。 (3) 结构简单、机械性能好。 缺点：线性度较差，复现性和互换性较差。 热敏电阻分类： 正温度系数(PTC) 负温度系数(NTC) 临界温度系数(CTR) 四.半导体热敏电阻 PTC热敏电阻－正温度系数 钛酸钡掺合稀土元素烧结而成 用途：彩电消磁，各种电器设备的过热保护， 发热源的定温控制，限流元件。 CTR热敏电阻－负温度系数 以三氧化二钒与钡、硅等氧化物，在磷、硅氧化 物的弱还原气氛中混合烧结而成 用途：温度开关。 N