传感器技术及其应用.ppt

传感器技术及其应用第二章温度传感器热敏电阻热是人类最早发现的一种自然力，是地球上一切生命的源泉。

—恩格斯温度1、对温度的研究1593年，伽利略利用空气热胀冷缩的性质，制成了温度计的雏形。1702年，阿蒙顿制成空气温度计，但不准确。1724年，荷兰工人华伦海特在他的论文中，建立了华氏温标，首先使用水银代替酒精。1742年瑞典的摄尔修斯定义水的沸点为零度，冰的熔点为100度，后施勒默尔将两个固定点倒过来，建立了摄氏温标。1779年，全世界有温标19种。1854年，开尔文提出开氏温标，得到世界公认。2.分子运动论的发展一、早期的分子运动论1）德莫克里特（公元前460-前371）：认为物质皆由各种不同微粒组成。2）1658年，伽桑狄提出，物质是由分子构成的。二、克劳修斯的理想气体分子模型1857年发表《论热运动的类型》的文章，以十分明晰和信服的推理，建立了理想气体分子模型和压强公式，引入了平均自由程的概念。三、麦克斯韦的贡献1860年，麦克斯韦发表了《气体动力论的说明》，第一次用概率的思想，建立了麦克斯韦分子速率分布律。四、玻尔兹曼的工作 在麦氏速率分布率的基础上，第一次考虑了重力对分子运动的影响，建立了更全面的玻尔兹曼分布律，建立了知名过程方向性的玻尔兹曼H定理，建立了玻尔兹曼熵公式。 五、统计物理学的创立吉布斯是统计物理和现代化学热力学的开创者。在统计物理学方面引进了“系综”的概念，奠定了统计系综理论。电阻热敏电阻中文名称：热敏电阻英文名称：thermistor定义1：对热敏感的半导体电阻。其阻值随温度变化的曲线呈非线性。半导体热敏电阻器 是电阻值对温度极为敏感的一种电阻器。它可由单晶、多晶以及玻璃、塑料等半导体材料制成。这种电阻器具有一系列特殊的电性能，最基本的特性是其阻值随温度的变化有极为显著的变化，以及伏安曲线呈非线性。热敏电阻的检测取一只100W/220V灯泡，用万用表测量其电阻值，可以发现其冷态阻值只有几十欧姆，而计算得到的额定热态电阻值应为（P=U2/R）484?。热敏电阻种类和型号选用热敏电阻包括正温度系数（PTC）.负温度系数（NTC）热敏电阻.临界温度热敏电阻（CTR）．一、PTC热敏电阻PTC（PositiveTemperatureCoeff1Cient）是指在某一温度下电阻急剧增加、具有正温度系数的热敏电阻现象或材料，可专门用作恒定温度传感器．二、NTC热敏电阻NTC（NegativeTemperatureCoeff1Cient）是指随温度上升电阻呈指数关系减小、具有负温度系数的热敏电阻现象和材料．该材料是利用锰、铜、硅、钴、铁、镍、锌等两种或两种以上的金属氧化物进行充分混合、成型、烧结等工艺而成的半导体陶瓷，可制成具有负温度系数（NTC）的热敏电阻．三.CTR热敏电阻临界温度热敏电阻CTR（Crit1CalTemperatureResistor）具有负电阻突变特性，在某一温度下，电阻值随温度的增加激剧减小，具有很大的负温度系数．非线性型CTR的温度特性 热敏电阻器种类繁多，一般按阻值温度系数可分为负电阻温度系数（以下简称负温系数）和正电阻温度系数（以下简称正温系数）热敏电阻器；按其阻值随温度变化的大小可分为缓变和突变型；按其受热方式可分为直热式和旁热式；按其工作温度范围可分为常温、高温和超低温热敏电阻器；按其结构分类有棒状、圆片、方片、垫圈状、球状、线管状、薄膜以及厚膜等热敏电阻器。热敏电阻的主要特点①灵敏度较高，其电阻温度系数要比金属大10～100倍以上，能检测出10-6℃的温度变化.②工作温度范围宽，常温器件适用于-55℃～315℃，高温器件适用温度高于315℃（目前最高可达到2000℃），低温器件适用于-273℃～55℃.③体积小，能够测量其他温度计无法测量的空隙、腔体及生物体内血管的温度.④使用方便，电阻值可在0.1～100kΩ间任意选择.⑤易加工成复杂的形状，可大批量生产.⑥稳定性好、过载能力强．电阻值与温度变化具有良好的线性关系 电阻温度系数要大，便于精确测量；电阻率高，热容量小，响应速度快；在测温范围内具有稳定的物理和化学性