自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)課件

1、自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),1,機械工業(yè)出版社中等職業(yè)教育電氣類規(guī)劃教材 自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),2,第二章 電阻傳感器,在這一章里，卡卡給大家介紹電阻傳感器，例如：電位器、電阻應(yīng)變片、測溫?zé)犭娮?、氣敏電阻、濕敏電阻及磁敏電阻等。它們的基本原理都是將各種被測非電量的變化轉(zhuǎn)換成電阻的變化量，然后通過對電阻變化量的測量，達(dá)到非電量電測的目的。 利用電阻傳感器可以測量角位移、直線位移、應(yīng)變、力、加速度、重量、轉(zhuǎn)矩、溫度、濕度、氣體成分及濃度、磁場強度等,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),3,第一節(jié) 電位器式傳感器,電位器是大家十分熟悉的三端電子器件，改變其滑動臂的位置，也就改變了電路的分壓比。電位器有直線

2、式和圓盤式之分，在非電量電測中，可分別用于測量直線位移x和角位移。 電子電路中使用的電位器性能較差，檢測技術(shù)中使用的電位器傳感器耐磨程度是普通電位器的數(shù)百倍甚至數(shù)千倍， 溫漂也小于萬分之一,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),4,1,圖2-1 電位器傳感器 a）圓盤式 b）直線式,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),5,360度圓盤形電位器傳感器(測量角位移,右圖所示的360度圓盤形電位器的中間焊片為滑動片，右邊焊片接地，左邊焊片接電源,接地,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),6,直線式電位器傳感器,運動方向,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),7,直線電位器傳感器用于測量直線位移,外殼接地,電位器的滑動片隨不銹鋼滑竿而左右移動,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),8,

3、在左圖中，當(dāng)電位器的兩端加上電源后，電位器就組成分壓比電路，它的輸出量是與位移成一定關(guān)系的電壓Uo,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),9,分壓比電路的計算公式如下,直滑電位器式傳感器的輸出電壓Uo與滑動觸點C的位移量x成正比,對圓盤式電位器來說，Uo與滑動臂的旋轉(zhuǎn)角度成正比,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),10,360度圓盤形電位器傳感器也可以用于測量直線位移位移,鋼絲繞在圓盤形電位器傳感器的轉(zhuǎn)軸上。測量轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的圈數(shù)（角度），再乘以轉(zhuǎn)軸的直徑和，就等于鋼絲拉出的長度,接地,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),11,第二節(jié) 電阻應(yīng)變傳感器,導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在外界力的作用下，會產(chǎn)生機械變形，其電阻值也將隨著發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為應(yīng)變效應(yīng)

4、。 電阻應(yīng)變傳感器主要由電阻應(yīng)變片及測量轉(zhuǎn)換電路等組成,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),12,我們先來做一個實驗。當(dāng)我們用力拉電阻絲時，電阻絲的長度略有增加，直徑略有減小，從而導(dǎo)致電阻值R變大。在我們這個實驗中，電阻絲的阻值從初始狀態(tài)的10.00增大到10.05，如圖2-4所示,導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在外界力的作用下，會產(chǎn)生機械變形，其電阻值也將隨著發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為應(yīng)變效應(yīng)。 在工業(yè)中，將試材受力后所產(chǎn)生的長度相對變化量xl/l，稱為縱向應(yīng)變,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),13,一、應(yīng)變原理演示,金屬絲受拉時，l變長、r變小，導(dǎo)致R變大,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),14,二、應(yīng)變片的工作原理,設(shè)有一長度為、截面積為A、半徑

5、為r、電阻率為的金屬單絲，它的電阻值R可表示為,K電阻應(yīng)變片的靈敏度,當(dāng)沿金屬絲的長度方向作用均勻拉力（或壓力）時，上式中、r、l都將發(fā)生變化，從而導(dǎo)致電阻值R發(fā)生變化。 當(dāng)金屬絲受拉時，l將變長、r變小，均導(dǎo)致R變大； 某些半導(dǎo)體受拉時，將變大，導(dǎo)致R變大。 電阻絲及應(yīng)變片的電阻相對變化量R R與材料力學(xué)中的軸向應(yīng)變x的關(guān)系在很大范圍內(nèi)是線性的，即,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),15,微應(yīng)變(,對于不同的金屬材料，K 略微不同，一般為2左右。而對半導(dǎo)體材料而言，由于其感受到應(yīng)變時，電阻率 會產(chǎn)生很大的變化，所以靈敏度比金屬材料大幾十倍,在材料力學(xué)中，x =l/l稱為電阻絲的軸向應(yīng)變，也稱縱向應(yīng)變。 x

6、通常很小。例如，當(dāng) x為0.000001（ 10-6 ）時，在工程中常表示為1m/m或1微應(yīng)變(1)。 對金屬材料而言，當(dāng)它受力之后所產(chǎn)生的軸向應(yīng)變最好不要大于110-3，即1000m/m，否則有可能超過材料的極限強度而導(dǎo)致非線性或斷裂,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),16,應(yīng)變片用于測量力F的計算公式,由材料力學(xué)可知，x=F /(AE)，所以R /R又可表示為,如果應(yīng)變片的靈敏度K 和試件的橫截面積A以及彈性模量均為已知，則只要設(shè)法測出R /R的數(shù)值，即可獲知試件受力的大小，可用于電子秤的稱重和測量拉力等,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),17,應(yīng)變片的應(yīng)用,將應(yīng)變片粘貼在斜拉繩表面，可測量斜拉繩所受的拉力,應(yīng)變片可

7、用于電子秤,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),18,二、應(yīng)變片的種類與結(jié)構(gòu),應(yīng)變片可分為金屬應(yīng)變片及半導(dǎo)體應(yīng)變片兩大類。 金屬絲式應(yīng)變片蠕變較大，金屬絲易脫膠，逐漸被箔式所取代。但金屬絲式應(yīng)變片價格便宜，多用于大批量、一次性試驗。 箔式應(yīng)變片中的箔柵是金屬箔通過光刻、腐蝕等工藝制成的。箔式應(yīng)變片與片基的接觸面積大得多，散熱條件較好，在長時間測量時的蠕變較小，一致性較好，目前廣泛用于各種應(yīng)變式傳感器中,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),19,金屬絲式應(yīng)變片的結(jié)構(gòu),自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),20,半導(dǎo)體應(yīng)變片,半導(dǎo)體應(yīng)變片的主要優(yōu)點是靈敏度高；缺點是：靈敏度的一致性差、溫漂大、電阻與應(yīng)變間非線性嚴(yán)重。 在使用時，需采用半橋、全橋溫

8、度補償及非線性補償措施,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),21,箔式應(yīng)變片的外形,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),22,應(yīng)變片主要性能指標(biāo)舉例,上表中，哪幾個型號是半導(dǎo)體應(yīng)變片？依據(jù)是什么,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),23,應(yīng)變片的粘貼： 1. 去污：采用手持砂輪工具除去構(gòu)件表面的油污、漆、銹斑等，并用細(xì)紗布交叉打磨出細(xì)紋以增加粘貼力 ，用浸有酒精或丙酮的紗布片或脫脂棉球擦洗,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),24,2.貼片：在應(yīng)變片的表面和處理過的粘貼表面上，各涂一層均勻的粘貼膠 ，用鑷子將應(yīng)變片放上去，并調(diào)好位置，然后蓋上塑料薄膜，用手指揉和滾壓，排出下面的氣泡,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),25,3.測量 ：從分開的端子處，預(yù)先用萬用表測量應(yīng)變

9、片的電阻，發(fā)現(xiàn)端子折斷和壞的應(yīng)變片,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),26,4.焊接： 將引線和端子用烙鐵焊接起來，注意不要把端子扯斷,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),27,5.固定： 焊接后用膠布將引線和被測對象固定在一起，防止損壞引線和應(yīng)變片,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),28,三、測量轉(zhuǎn)換電路不平衡電橋,金屬應(yīng)變片的電阻變化范圍很小，如果直接用歐姆表測量其電阻值的變化將十分困難，且誤差很大。 例：金屬箔式應(yīng)變片的標(biāo)稱阻值R0為100，靈敏度K=2，粘貼在橫截面積為9.8mm2的鋼質(zhì)圓柱體上，鋼的彈性模量E=21011N/m2，所受拉力F=0.2t，受拉后應(yīng)變片的阻值R 的變化量僅為0.2。 所以必須使用不平衡電橋來測量這一

10、微小的變化量，將R /R轉(zhuǎn)換為輸出電壓Uo,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),29,為什么要使用不平衡電橋,把對某物理量的電阻敏感材料加工成傳感器，作為電橋中的某一臂電阻，或某幾個臂電阻，通過電橋的失衡程度（橋路電流或電壓）來判斷該物理量的大小。 如果直接測應(yīng)變片電阻的改變，可能很困難。因為測量一個在很大的基值上附加的一個很小的信號是很困難的。利用電橋可以把這個信號的基值去掉，變成了一個在零值附近的信號，并且可以通放大電路來增大靈敏度,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),30,什么是電橋,不平衡電橋由四個電阻R1、R2、R3、R4組成一個四邊形的回路，每一邊稱作電橋的“橋臂”。有4個結(jié)點。在a、c結(jié)點之間接入電源Ui，而另

11、一對結(jié)點(b、d)之間的電壓差作為輸出電壓端Uo 。 b、d的對地電壓相等時稱作 “電橋平衡”；反之， 稱作“電橋不平衡”。 電橋平衡的條件是： 上下橋臂的左右位置 電阻比例相等,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),31,三、測量轉(zhuǎn)換電路不平衡電橋,由電工學(xué)可知： 若橋路4個橋臂相鄰電阻的電阻值變化趨勢相反，橋路的輸出電壓反而相互疊加,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),32,電橋平衡的條件 ：R1/R2=R4/R3,調(diào)節(jié)RP ，最終可以使R1/R2=R4/R3（ R1、R2是R1、R2并聯(lián)RP后的等效電阻），電橋趨于平衡，Uo被預(yù)調(diào)到零位，這一過程稱為調(diào)零。 圖中的R5的作用是什么？又稱為 電阻,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),33,

12、單臂電橋,單臂半橋的 靈敏度最低,計算公式,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),34,雙臂電橋,R1、 R2為應(yīng)變片， R3、R4為固定電阻 。應(yīng)變片R1 、R2 感受到的應(yīng)變1、2以及產(chǎn)生的電阻增量正負(fù)號相間，可以使輸出電壓Uo成倍地增大,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),35,四臂全橋,全橋的四個橋臂都為應(yīng)變片，如果設(shè)法使試件受力后，應(yīng)變片R1 R4產(chǎn)生的電阻增量（或感受到的應(yīng)變14）正負(fù)號相間，就可以使輸出電壓Uo成倍地增大,上述三種工作方式中，哪一種靈敏度最高? 哪一種靈敏度最低,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),36,全橋的溫度補償原理,當(dāng)環(huán)境溫度升高時，橋臂上的應(yīng)變片溫度同時升高，溫度引起的電阻值漂移數(shù)值一致，可以相互抵消，

13、所以全橋的溫漂最??； 請說出半橋克服溫漂的原理,采用全橋（或雙臂半橋）能實現(xiàn)溫度自補償,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),37,四、應(yīng)變效應(yīng)的應(yīng)用,電阻應(yīng)變片的應(yīng)用可分為兩大類：第一類是將應(yīng)變片粘貼于某些彈性體上，并將其接到測量轉(zhuǎn)換電路，這樣就構(gòu)成測量各種物理量的專用應(yīng)變式傳感器。應(yīng)變式傳感器中，敏感元件一般為各種彈性體。傳感元件就是應(yīng)變片，測量轉(zhuǎn)換電路一般為橋路； 第二類是將應(yīng)變片貼于被測試件上，然后將其接到應(yīng)變儀上就可直接從應(yīng)變儀上讀取被測試件的應(yīng)變量,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),38,應(yīng)變式力傳感器,S型力傳感器,F,F,F,F,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),39,各種懸臂梁,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),40,各種懸臂梁,F,

14、F,固定點,固定點,電纜,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),41,應(yīng)變片在懸臂梁上的粘貼及受力變形,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),42,應(yīng)變式荷重傳感器的外形及應(yīng)變片的粘貼位置,F,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),43,應(yīng)變式荷重傳感器外形及受力位置（續(xù),F,F,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),44,應(yīng)變式荷重傳感器外形及受力位置（續(xù),F,F,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),45,荷重傳感器原理演示,貼在荷重傳感器表面的應(yīng)變片在向下力的作用下產(chǎn)生變形。軸向變短，徑向變長,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),46,汽車衡,測量裝貨量或 判斷超載,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),47,汽車衡稱重系統(tǒng)（參考北京遠(yuǎn)亞興業(yè)商貿(mào)有限公司資料,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),48,荷重傳感器計算公式,當(dāng)K

15、F 為常數(shù)時，橋路所加的激勵源電壓Ui 越高，滿量程輸出電壓Uom也越高,思考：綜合考慮靈敏度與功耗、發(fā)熱等因數(shù)， Ui 的取值范圍多少為好,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),49,荷重傳感器應(yīng)用估算,例 現(xiàn)用某荷重傳感器稱重。當(dāng)橋路電壓Ui為6V時，測得橋路的輸出電壓Uo為8mV，求被測荷重為多少噸。 解 從該荷重傳感器銘牌上得到F m=100103N，KF= 2mV/V， 可計算得到Uom=12mV。根據(jù)上述公式計算得被測荷重,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),50,荷重傳感器用于構(gòu)件的稱重,荷重傳感器 （共 3個，120度分布，以達(dá)到均衡目的，另兩個未拍出,底座,墊塊,電纜,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),51,電子秤,磅秤,

16、超市打印秤,遠(yuǎn)距離顯示,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),52,電子天平,電子天平的精度可達(dá)十萬分之一,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),53,人體秤,怎樣改造，才能適合盲人使用,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),54,吊鉤秤,便攜式,如何將信號傳送到計算機中,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),55,電子秤中的各類彈性元件,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),56,材料應(yīng)變的測量,斜拉橋上的斜拉繩應(yīng)變測試,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),57,材料應(yīng)變的測量（續(xù),預(yù)應(yīng)力管樁的質(zhì)量檢驗： 工作人員正在貼應(yīng)變片,應(yīng)變片粘貼在管樁上，引出線應(yīng)良好固定,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),58,應(yīng)變式數(shù)顯扭矩扳手,數(shù)顯扳手可用于汽車、摩托車、飛機、內(nèi)燃機、機械制造和家用電器等領(lǐng)域，準(zhǔn)確控制緊固螺栓的

17、裝配扭矩。量程2500Nm，耗電量10mA，有公制/英制單位轉(zhuǎn)換、峰值保持、自動斷電等功能,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),59,應(yīng)變式數(shù)顯扭矩扳手（續(xù),自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),60,壓阻式固態(tài)壓力傳感器 利用擴(kuò)散工藝制作的四個半導(dǎo)體應(yīng)變電阻處于同一硅片上，工藝一致性好，靈敏度相等，漂移抵消，遲滯、蠕變非常小，動態(tài)響應(yīng)快,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),61,壓阻式固態(tài)壓力傳感器的隔離、承壓膜片,隔離、承壓膜片可以將腐蝕性的氣體、液體與硅膜片 隔離開來,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),62,壓阻式固態(tài) 壓力傳感器 內(nèi)部結(jié)構(gòu),信號處理電路,p,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),63,小型壓阻式固態(tài)壓力傳感器,高壓進(jìn)氣口,低壓進(jìn)氣口,自動檢測與轉(zhuǎn)換技

18、術(shù),64,小型壓阻式固態(tài)差壓傳感器（續(xù),可用于呼吸、透析和注射泵等設(shè)備,p1進(jìn)氣管,p2進(jìn)氣管,電纜引出,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),65,小型壓阻式固態(tài)壓力傳感器（續(xù),表壓壓力傳感器,p1進(jìn)氣管,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),66,汽車子午線輪胎胎壓的測量,子午線輪胎,汽車胎壓傳感器 的安裝,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),67,投入式液位計,壓阻式固態(tài)壓力傳感器的p1進(jìn)氣孔用柔性不銹鋼隔離膜片隔離，并用硅油傳導(dǎo)壓力。硅杯不與液體相通，耐腐蝕,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),68,投入式液位計外形（續(xù),壓阻式固態(tài)壓力傳感器,與水位成正比的光柱,橡膠 背壓管,進(jìn)水孔,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),69,投入式液位傳感器,投入式液位傳感器必須使用

19、安裝支架，適應(yīng)于深度為 幾米 至 幾十米，且混有 大 量 污物、雜質(zhì)的水或其他液體的液位測量,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),70,投入式液位計液位的計算： 安裝高度h0處水的表壓 p1=gh1,所以： h=h0+h1=h0+p1 /（g,例：液位計安裝高度為1m，測得壓力為98kPa，求水的深度h,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),71,與計算機接口的多路電阻應(yīng)變測量模塊,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),72,第三節(jié) 測溫?zé)犭娮鑲鞲衅?一、金屬熱電阻,溫度升高，金屬內(nèi)部原子晶格的振動加劇，從而使金屬內(nèi)部的自由電子通過金屬導(dǎo)體時的阻礙增大，宏觀上表現(xiàn)出電阻率變大，電阻值增加，我們稱其為正溫度系數(shù)，即電阻值與溫度的變化趨勢相同,測溫

20、熱電阻可分為金屬和半導(dǎo)體兩大類,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),73,金屬絲電阻隨溫度增高而變大的演示,我們先來做一個實驗。當(dāng)我們用力拉電阻絲時，電阻絲的長度略有增加，直徑略有減小，從而導(dǎo)致電阻值R變大。在我們這個實驗中，電阻絲的阻值從初始狀態(tài)的10.00增大到10.05，如圖2-4所示,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),74,超導(dǎo)現(xiàn)象,1911年，荷蘭物理學(xué)家昂內(nèi)斯（Kamerlingh Onnes）在用液氦將汞的溫度降到4.2K時,發(fā)現(xiàn)汞的電阻降為零。昂內(nèi)斯將這種現(xiàn)象稱為物質(zhì)的超導(dǎo)性。后來昂內(nèi)斯和其他科學(xué)家陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了其他一些金屬也是超導(dǎo)體。昂內(nèi)斯因為這項重大發(fā)現(xiàn)而獲得1913年的諾貝爾物理學(xué)獎,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),

21、75,易提純、復(fù)現(xiàn)性好的金屬材料才可用于制作熱電阻,請?zhí)暨x適合于制作熱電阻的金屬材料,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),76,金屬熱電阻材料的主要技術(shù)性能,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),77,薄膜式及裝配式鉑熱電阻,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),78,小型鉑熱電阻,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),79,防爆型鉑熱電阻,堅實的外殼起“隔爆”作用,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),80,汽車用水溫傳感器及水溫表,銅熱電阻,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),81,學(xué)習(xí)查“鉑熱電阻分度表,請判斷鉑熱電阻是否線性,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),82,鉑電阻溫度顯示、變送器,上下限設(shè)定鍵,上限,下限,上上限,下下限,測量值,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),83,可設(shè)定溫度的溫度控制箱,旋轉(zhuǎn)式機械 設(shè)

22、定開關(guān),撥碼式 設(shè)定開關(guān),哪一種更適合車間使用,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),84,二、熱敏電阻,熱敏電阻有負(fù)溫度系數(shù)（NTC）和正溫度系數(shù)（PTC）之分。 NTC又可分為兩大類： 第一類的電阻值與溫度之間呈嚴(yán)格的負(fù)指數(shù)關(guān)系，因此可用于測量溫度,第二類為突變型（CTR）。當(dāng)溫度上升到某臨界點時，其電阻值突然下降 ，可用于控制溫度,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),85,熱敏電阻的外形、結(jié)構(gòu)及符號,a）圓片型熱敏電阻 b）柱型熱敏電阻 c）珠型熱敏電阻 d）鎧裝型 e）厚膜型 f）圖形符號 1熱敏電阻 2玻璃外殼 3引出線 4紫銅外殼 5傳熱安裝孔,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),86,PTC熱敏電阻,PTC熱敏電阻屬于臨界溫度型

23、（CTR）。當(dāng)溫度上升到某臨界點時，其電阻值突然下降，可用于各種電子電路中抑制浪涌電流。大功率PTC還可用作暖風(fēng)機中的加熱元件,恒溫加熱PTC熱敏電阻,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),87,下圖所示的恒溫加熱PTC熱敏電阻的溫度將恒定在多少度范圍？為什么,加熱電流約為多少A,將暖風(fēng)機的“風(fēng)量”加大后，PTC的溫度為什么不會下降？加熱功率如何變化,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),88,下圖所示的四根曲線分別為哪一種熱敏電阻,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),89,熱敏電阻的特性曲線如下圖2，計算公式如下， R01M， T025，B=4000,求100 時的電阻值,解：T=273+100=373K（開氏,結(jié)論：100 時的阻值只有25

24、 時的1/15,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),90,熱敏電阻外形,MF12型 NTC熱敏電阻,聚脂塑料封裝熱敏電阻,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),91,其他形式的熱敏電阻,玻璃封裝 NTC熱敏電阻,MF58 型熱敏電阻,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),92,其他形式的熱敏電阻,帶安裝孔的熱敏電阻,大功率PTC熱敏電阻,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),93,其他形式的熱敏電阻（續(xù),貼片式NTC熱敏電阻,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),94,其他形式的熱敏電阻（續(xù),MF58型（珠形）高精度負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻,MF5A-3型熱敏電阻,參考深圳科蓬達(dá)電子有限公司資料,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),95,非標(biāo)熱敏電阻,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),96,非標(biāo)熱敏電阻（續(xù),自動檢

25、測與轉(zhuǎn)換技術(shù),97,非標(biāo)熱敏電阻（續(xù),自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),98,熱敏電阻溫度面板表,熱敏電阻,LCD,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),99,熱敏電阻體溫表,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),100,熱敏電阻體溫表的調(diào)試、標(biāo)定方法,調(diào)試時，應(yīng)該先調(diào)哪一只電位器，再調(diào)哪一只電位器？ 如何檢驗表面刻度中其他各點是否準(zhǔn)確？具體步驟如何進(jìn)行,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),101,熱敏電阻與電容器組成的RC多諧振蕩器,多諧振蕩器又稱為矩形波發(fā)生器。 f1/(2RC,去計算機的計數(shù)器,f,f,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),102,熱敏電阻用于CPU的溫度測量,參考小熊在線公司資料,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),103,熱敏電阻用于電熱水器的溫度控制,自動檢測與轉(zhuǎn)

26、換技術(shù),104,第四節(jié) 氣敏電阻傳感器,工業(yè)、科研、生活、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)等許多領(lǐng)域都需要測量環(huán)境中某些氣體的成分、濃度。例如，煤礦中瓦斯氣體濃度超過極限值時，有可能發(fā)生爆炸；家庭發(fā)生煤氣泄漏時，可能發(fā)生悲劇性事件；農(nóng)業(yè)塑料大棚中CO2濃度不足時，農(nóng)作物將減產(chǎn)；鍋爐和汽車發(fā)動機汽缸燃燒過程中O2含量不達(dá)標(biāo)時，效率將下降，并造成環(huán)境污染。 在這一節(jié)里，卡卡給大家介紹氣敏電阻傳感器的特性及其典型應(yīng)用,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),105,氣敏電阻可以把某種氣體的成分、濃度等參數(shù)轉(zhuǎn)換成電阻變化量，再轉(zhuǎn)換為電流、電壓信號,氣敏電阻品種繁多，主要有可測量還原性氣體和測量氧氣濃度的兩大類,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),106,一、

27、還原性氣體傳感器,在化學(xué)反應(yīng)中，還原性氣體是給出電子還是得到電子？ 還原性氣體多數(shù)屬于可燃性氣體，例如石油蒸氣、酒精蒸氣、甲烷、乙烷、煤氣、天然氣、氫氣等。 測量還原性氣體的氣敏電阻一般是用SnO2、ZnO或Fe2O3等金屬氧化物粉料燒結(jié)而成的半導(dǎo)體器件,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),107,MQN型氣敏電阻結(jié)構(gòu)及測量電路,a）氣敏燒結(jié)體 b）氣敏電阻外形 c）基本測量電路 1引腳 2塑料底座 3燒結(jié)體 4不銹鋼網(wǎng)罩 5加熱電極 6工作電極 7加熱電源 8測量電源,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),108,在學(xué)習(xí)過的化學(xué)知識中，所謂還原性氣體，就是在化學(xué)反應(yīng)中能逸出電子，化學(xué)價升高的氣體。還原性氣體多數(shù)屬于可燃性氣體

28、，例如石油蒸氣、酒精蒸氣、甲烷、煤氣、天然氣、氫氣等,回 顧 一 下,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),109,表2-4 幾種國產(chǎn)氣敏電阻的主要特性,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),110,MQN型氣敏半導(dǎo)體器件的燒結(jié)體中，有兩組鉑絲。一組鉑絲為測量電極，另一組（上圖中的左邊鉑絲）為加熱電極兼測量電極。 氣敏電阻工作時必須加熱到200300，其目的是加速被測氣體的化學(xué)吸附和電離的過程并燒去氣敏電阻表面的污物（起清潔作用,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),111,部分氣敏電阻外形,酒精傳感器,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),112,酒精傳感器技術(shù)指標(biāo),工作電壓 DC3V（2A5電池）；工作電流 120mA； 使用環(huán)境 溫度： 045； 相對濕度：

29、95%RH ；預(yù)熱時間 10秒（初次預(yù)熱18秒）；測試時間 8秒；測量范圍 0.001.00mg/L； 報警濃度 0.24mg/L；準(zhǔn)確度 10% F.S,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),113,酒精測試儀,呼氣管,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),114,氣敏電阻的選擇性,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),115,在圖2-24中，氣敏電阻在被測氣體濃度較低時有較大的電阻變化，而當(dāng)被測氣體濃度較大時，其電阻率的變化逐漸趨緩，有較大的非線性。 這種特性較適用于氣體的微量檢漏、濃度檢測或超限報警，被廣泛用于煤炭、石油、化工、家居等各種領(lǐng)域,觀 察 和 分 析,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),116,氣敏半導(dǎo)體的靈敏度特性曲線,觀察右圖這些曲線，有何特點？可以得出哪些啟示？ 請說明非線性特性對濃度超限報警是否有利，為什么,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),117,家庭用煤氣報警器,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),118,家庭用液化氣報警器,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),119,一氧化碳傳感器,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),120,其他氣體傳感器,NH3傳感器,煤礦瓦斯報警器,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),121,各種酒精傳感器,自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù),122,12.酒后駕車測試儀,酒后駕車易出事故，但判定駕駛員是否喝酒過量帶有較大的主觀因素。請你利用學(xué)過的知識，設(shè)計一