sensor溫度傳感器1概要課件

1、第三章 溫度傳感器主要內(nèi)容： 3.1 溫度傳感器的分類及溫標(biāo) 3.2 熱膨脹 3.3 熱電偶 3.4 熱電阻、熱敏電阻 3.5 紅外溫度傳感器概 論 溫度傳感器是實現(xiàn)溫度檢測和控制的重要器件。在種類繁多的傳感器中，溫度傳感器是應(yīng)用最廣泛、發(fā)展最快的傳感器之一。溫度是與人類生活息息相關(guān)的物理量。人類社會中，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、科研、國防、醫(yī)學(xué)及環(huán)保等部門都與溫度有著密切的關(guān)系。工業(yè)生產(chǎn)自動化流程，溫度測量點要占全部測量點的一半左右。溫度是反映物體冷熱狀態(tài)的物理參數(shù)。因此，人類離不開溫度，當(dāng)然也離不開溫度傳感器。溫度測量的基本概念 溫度標(biāo)志著物質(zhì)內(nèi)部大量分子無規(guī)則運動的劇烈程度。溫度越高，表示物體內(nèi)

2、部分子熱運動越劇烈。 模擬圖：在一個密閉的空間里，氣體分子在高溫時的運動速度比低溫時快！低溫高溫第三章 溫度傳感器熱力學(xué)溫度是國際上公認的最基本溫度，我國目前部分實行的是1990年國際溫標(biāo) (ITS 90） (ITS90）定義: 國際開爾文溫度（T90）： 單位，開爾文（符號K ） 攝氏溫度（t90）： 單位，攝氏（符號） 兩者關(guān)系為： t90 / = T90 / K 273.15 或表示為 t / = T / K 273.15 為定量描述溫度的高低，必須建立溫度標(biāo)尺（溫標(biāo)），各種溫度計和溫度傳感器的溫度數(shù)值均由溫標(biāo)確定。3.1.1. 溫度單位 華氏度：冰點是32F, 沸點為212F測溫方法測

3、溫原理溫度傳感器接觸式 固體熱膨脹體積變化 液體熱膨脹 氣體熱膨脹雙金屬溫度計玻璃管液體溫度計氣體溫度計、壓力溫度計電阻變化金屬電阻溫度傳感器半導(dǎo)體熱敏電阻接觸式熱電效應(yīng)貴金屬熱電偶普通金屬熱電偶非金屬熱電偶頻率變化石英晶體溫度傳感器光學(xué)特性光纖溫度傳感器；液晶溫度傳感器聲學(xué)特性超聲波溫度傳感器非接觸式 亮度法熱輻射 全輻射法 比色法 紅外法光學(xué)高溫計全輻射高溫計比色高溫計紅外溫度傳感器氣流變化射流溫度傳感器3.1.2 溫度傳感器的分類：3.2 膨脹式傳感器1.玻璃溫度計2.壓力溫度計3.雙金屬溫度計膨脹式測溫是基于物體受熱時產(chǎn)生膨脹的原理膨脹式溫度計種類很多，按膨脹基體可分成液體膨脹式玻璃溫

4、度計、液體或氣體膨脹式壓力溫度計及固體膨脹式雙金屬溫度計。3.2.1 玻璃溫度計玻璃液體溫度計簡稱玻璃溫度計，是一種直讀式儀表。水銀是玻璃溫度計最常用的液體，其凝固點為-38.9、測溫上限為538。玻璃溫度計特點：結(jié)構(gòu)簡單，制作容易，價格低廉，測溫范圍較廣，安裝使用方便，現(xiàn)場直接讀數(shù)，一般無需能源，易破損，測溫值難自動遠傳記錄，精度差（0.2 ），抗震能力差。玻璃溫度計的分類：全浸式：測溫準(zhǔn)確度高，但讀刻度困難，使用操作不便。局浸式：讀數(shù)容易，但測量誤差較大，即使采取修正措施其誤差比全浸式仍要大好幾倍或更多。V形工業(yè)玻璃溫度計3.2.2 壓力溫度傳感器壓力溫度計是根據(jù)一定質(zhì)量的液體、氣體、在體

5、積不變的條件下其壓力與溫度呈確定函數(shù)關(guān)系的原理實現(xiàn)其測溫功能的。壓力溫度計的典型結(jié)構(gòu)示意圖這類壓力溫度計其毛細管細而長(規(guī)格為160m)它的作用主要是傳遞壓力，長度愈長，則使溫度計響應(yīng)愈慢，在長度相等條件下，管愈細，則準(zhǔn)確度愈高。壓力溫度計和玻璃溫度計相比，具有強度大、不易破損、讀數(shù)方便，但準(zhǔn)確度較低、耐腐蝕性較差等特點。電接點壓力式溫度計3.2.3雙金屬溫度計固體長度隨溫度變化的情況可用下式表示：基于固體受熱膨脹原理，測量溫度通常是把兩片線膨脹系數(shù)差異相對很大的金屬片疊焊在一起，構(gòu)成雙金屬片感溫元件當(dāng)溫度變化時，因雙金屬片的兩種不同材料線膨脹系數(shù)差異相對很大而產(chǎn)生不同的膨脹和收縮，導(dǎo)致雙金屬

6、片產(chǎn)生彎曲變形。下圖是雙金屬溫度計原理圖：雙金屬溫度計原理圖雙金屬溫度計的感溫雙金屬元件的形狀是螺旋型，其測溫范圍大致為-80600，精度等級通常為1.5級左右。雙金屬溫度計抗振性好，讀數(shù)方便，響應(yīng)速度快，但精度不太高，溫度受限，只能用做一般的工業(yè)用儀表。第三章 溫度傳感器3.3 熱電偶熱電效應(yīng)：為兩種不同類型的金屬導(dǎo)體，導(dǎo)體兩端分別接在一起構(gòu)成閉合回路，當(dāng)兩個結(jié)點溫度不等有溫差時回路里會產(chǎn)生熱電勢，形成電流，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。3.3.1 熱電效應(yīng)電極A冷端：自由端 熱端：工作端 電極B熱電勢AB3.3.1 熱電效應(yīng)金屬的熱電勢由兩部分組成： 接觸電勢和溫差電勢。1. 接觸電勢將同溫度的兩

7、種不同的金屬互相接觸。由于兩種金屬內(nèi)自由電子的密度不同，在兩金屬A和B的接觸處會發(fā)生自由電子的擴散現(xiàn)象，自由電子將從密度大的金屬擴散到密度小的金屬。A金屬失去電子帶正電，金屬B得到電子帶負電，擴散引起的自建電場阻礙擴散的進一步進行，當(dāng)達到平衡時，將形成電勢差。AB熱端接觸電勢為： 冷端接觸電勢為：、式中：A、B 代表不同材料； T，T0 為兩端溫度； 在閉合回路中，總的接觸電勢為 熱電偶熱端溫度為T時，兩個接點的接觸電勢分別為波爾茲曼常數(shù)； 電子電荷量； 是A、B 材料的自由電子濃度。eee3.3.1 熱電效應(yīng)對單一金屬如果兩邊溫度不同，兩端有溫度梯度也產(chǎn)生溫差電動勢；產(chǎn)生這個電勢是由于導(dǎo)體內(nèi)

8、自由電子在高溫端具有較大的動能，會向低溫端擴散，由于高溫端失去電子帶正電，低溫端得到電子帶負電。2. 溫差電勢（湯姆遜電勢）3.3.1 熱電效應(yīng) A、B 兩導(dǎo)體構(gòu)成閉合回路總的溫差電勢為： 、兩個導(dǎo)體的單一導(dǎo)體的溫差電勢分別為式中： 是澤貝克系數(shù)，是材料和位置的函數(shù)。3.3.1 熱電效應(yīng)結(jié)論：若熱電偶兩電極材料相同（NA=NB、A=B），無論兩端點溫度如何，總熱電勢EAB為零；2. 如果熱電偶兩接點溫度相同（T = T0）時，A、B 材料不同，回路總電勢EAB為零；熱電偶必須用不同材料做電極，在T、T0 兩端必須有溫差梯度，這是熱電偶產(chǎn)生熱電勢的必要條件。導(dǎo)體材料確定后，熱電動勢的大小只與兩端

9、溫度有關(guān)，與幾何形狀無關(guān)。若一段溫度不變，那熱電動勢就是T的單值函數(shù)，是熱電偶測溫的原理。 根據(jù)兩導(dǎo)體的接觸電勢和溫差電勢， 熱電偶總的熱電勢為接觸電勢、溫差電勢之和：3.3.2 熱電偶基本定律如果將熱電偶T0端斷開，接入第三導(dǎo)體C，回路中電勢應(yīng)寫為：則有： (1) 中間導(dǎo)體定律eee 結(jié)論：當(dāng)熱電偶引入第三導(dǎo)體C 時，只要C導(dǎo)體兩端溫度相同，回路總電勢不變。中間導(dǎo)體定律說明，回路中接入導(dǎo)體和儀表后不會影響熱電勢。T測量儀器ee（2)參考電極定律 兩種導(dǎo)體A,B分別與參考電極C組成熱電偶，如果他們所產(chǎn)生的熱電勢為已知，A和B兩極配對后的熱電動勢可用下式求得：ABTT0=ACTT0CBTT0由于

10、鉑的物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、人們多采用鉑作為參考電極。3.3.2 熱電偶基本定律在熱電偶測溫回路中TC為熱電極上某點溫度；熱電偶在溫度為T、T0 時的熱電勢EAB（T，T0 ）等于接點溫度 T、TC 和 TC、T0 時的熱電勢的代數(shù)和， A-B熱電偶的熱電勢為： 實際測量時，利用這一性 質(zhì)， 對冷端溫度不為零度時的熱 電勢修正以及冷端延伸引線進 行的補償。(3) 中間溫度定律如何由熱電偶的熱電勢查熱端溫度值 一 零度法：冷端為0C，根據(jù)以下電路中的毫伏表的示值及K熱電偶的分度表，查出熱端的溫度tx 。中間導(dǎo)體定律二 計算修正: E(t,0)=E(t,t0)+E(t0,0) 例，S型熱電偶工作時自由端

11、溫度25現(xiàn)測得電勢為7.3mv，求實際溫度。分度表查得E(25,0)=0.143mv，所以： E(t,0)=E(t,25)+E(25,0)=7.3+0.143=7.443 再查表得對應(yīng)的實際溫度809 。中間溫度定律電橋補償法三、熱電偶冷端溫度補償 四、補償導(dǎo)線法第三章 溫度傳感器3.3.3 熱電偶的結(jié)構(gòu)和種類貴金屬熱電偶 鉑銠 鉑銠（6001700） 鉑銠 鉑 （01600）普通金屬熱電偶 鎳鉻 鎳硅（-2001200） 鎳鉻 鎳銅（-40750）， 鐵 康銅（0400）熱電偶可以測量上千度高溫，并且精度高、性能好，這是其它接觸式溫度傳感器無法替代的。 1. 熱電偶種類 國際電工委員會IEC

12、 (International Electro Technical Commission) 推薦種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶，已列入工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化文件，具有統(tǒng)一的分度表。溫度0102030405060708090熱 電 動 勢 mV00.0000.3970.7981.2031.6112.0222.4362.8503.2663.6811004.0954.5084.9195.3275.7336.1376.5396.9397.3387.7372008.1378.5378.9389.3419.74510.15110.56010.96911.38111.79330012.20712.62313.03913.45613.8

13、7414.29214.71215.13215.55215.97440016.39516.81817.24117.66418.08818.51318.93819.36319.78820.21450020.64021.06621.49321.91922.34622.77223.19823.62424.05024.47660024.90225.32725.75126.17626.59927.02227.44527.86728.28828.70970029.12829.54729.96530.38330.79931.21431.62932.02432.45532.86680033.27733.6863

14、4.09534.50234.90935.31435.71836.12136.52436.92590037.32537.72438.12238.51938.91539.31039.70340.09640.48840.879100041.26941.65742.04542.43242.81743.20243.58543.96844.34944.729110045.10845.48645.86346.23846.61246.98547.35647.72648.09548.462120048.82649.19249.55549.91650.27650.63350.99051.34451.69752.0

15、49130052.39852.74753.09353.43953.78254.12554.46654.807鎳鉻鎳硅熱電偶(K型)分度表 （參考端溫度為0）普通熱電偶，測量氣體、蒸汽、液體等，棒形結(jié)構(gòu)；薄膜熱電偶，動態(tài)響應(yīng)快用于火箭噴嘴溫度測量，結(jié)構(gòu)較??；鎧裝熱電偶，熱容小，用以測量狹小對象，可彎曲；表面熱電偶，用于弧形表面物體測溫；消耗式熱電偶，主要用于鋼水溫度測量。a)普通熱電偶 b)薄膜熱電偶 c)鎧裝熱電偶2. 熱電偶結(jié)構(gòu)及種類3.3.3 熱電偶的結(jié)構(gòu)和種類測量氣體、蒸汽、液體等3.3.3 熱電偶的結(jié)構(gòu)和種類用于火箭、飛機噴嘴等溫度測量3.3.3 熱電偶的結(jié)構(gòu)和種類用以測量狹小對象，結(jié)

16、構(gòu)細長、可彎曲。3.3.3 熱電偶的結(jié)構(gòu)和種類這種熱電偶，特別適用于測量高溫爐溫度分布，可反復(fù)彎曲，耐溫可達1250。熱電偶的插頭部分也可耐425的高溫，可以直接安裝在爐內(nèi)。Nanmac還提供與之匹配的接線盒，可以一起固定在爐內(nèi)。 物理性能穩(wěn)定，熱電特性不隨時間改變； 化學(xué)性能穩(wěn)定，保證不同介質(zhì)中測量時不被腐蝕； 熱電勢高，導(dǎo)電率高，且電阻溫度系數(shù)??； 復(fù)現(xiàn)性好，便于成批生產(chǎn)。3.3.4 熱電偶的材料（一）熱電偶材料滿足的條件： 1鉑鉑銠熱電偶(S型) 分度號LB3工業(yè)用熱電偶絲：0.5mm，實驗室用可更細些。正極：鉑銠合金絲,用90鉑和10銠(重量比)冶煉而成。負極：鉑絲。測量溫度：長期：1

17、300、短期：1600。特點： 材料性能穩(wěn)定，測量準(zhǔn)確度較高；可做成標(biāo)準(zhǔn)熱電偶 或基準(zhǔn)熱電偶。用途：實驗室或校驗其它熱電偶。 測量溫度較高，一般用來測量1000以上高溫。 在高溫還原性氣體中（如氣體中含CO、H2等）易被侵 蝕，需要用保護套管。 材料屬貴金屬，成本較高。 熱電勢較弱。 （二）熱電偶常用材料 2鎳鉻鎳硅(鎳鋁)熱電偶(K型) 分度號EU2工業(yè)用熱電偶絲： 1.22.5mm，實驗室用可細些。正極：鎳鉻合金(用88.489.7鎳、910鉻，0.6硅，0.3錳，0.40.7鈷冶煉而成)。負極：鎳硅合金(用95.797鎳,23硅,0.40.7鈷冶煉而成)。測量溫度：長期1000，短期13

18、00。特點： 價格比較便宜，在工業(yè)上廣泛應(yīng)用。 高溫下抗氧化、腐蝕能力強，在還原性氣體和含有SO2，H2S等氣體中易被侵蝕。 復(fù)現(xiàn)性好，熱電勢大，但精度不如S。 3鎳鉻考銅熱電偶(E型) 分度號為EA2工業(yè)用熱電偶絲:1.22mm，實驗室用可更細些。正極：鎳鉻合金負極：考銅合金（用56銅，44鎳冶煉而成）。測量溫度：長期600，短期800。特點： 價格比較便宜，工業(yè)上廣泛應(yīng)用。 在常用熱電偶中它產(chǎn)生的熱電勢最大。 氣態(tài)硫化物對熱電偶有腐蝕作用?？笺~易氧化變 質(zhì)，適于在還原性或中性介質(zhì)中使用。 4鉑銠30鉑銠6熱電偶(B型) 分度號為LL2正極：鉑銠合金（用70鉑，30銠冶煉而成）。負極：鉑銠合

19、金（用94鉑，6銠冶煉而成）。測量溫度：長期可到1600，短期可達1800。特點： 材料性能穩(wěn)定，測量精度高。 還原性氣體中易被侵蝕。 低溫?zé)犭妱輼O小，冷端溫度在50以下可不加補償。 成本高。 幾種持殊用途的熱電偶（1）銥和銥合金熱電偶 如銥50銠銥10釕熱電偶它能在氧化氣氛中測量高達2100的高溫。（2）鎢錸熱電偶 是60年代發(fā)展起來的，是目前一種較好的高溫?zé)犭娕?，可使用在真空惰性氣體介質(zhì)或氫氣介質(zhì)中，但高溫抗氧能力差。國產(chǎn)鎢錸-鎢錸20熱電偶使用溫度范圍3002000分度精度為1。（3）金鐵鎳鉻熱電偶 主要用在低溫測量，可在2273K范圍內(nèi)使用，靈敏度約為10V。（4）鈀鉑銥15熱電偶 是

20、一種高輸出性能的熱電偶，在1398時的熱電勢為47.255mV，比鉑鉑銠10熱電偶在同樣溫度下的熱電勢高出3倍，因而可配用靈敏度較低的指示儀表，常應(yīng)用于航空工業(yè)。 （6）銅康銅熱電偶，分度號MK 熱電偶的熱電勢略高于鎳鉻-鎳硅熱電偶，約為43V/。復(fù)現(xiàn)性好，穩(wěn)定性好，精度高，價格便宜。缺點是銅易氧化，廣泛用于20K473K的低溫實驗室測量中。 （5）鐵康銅熱電偶，分度號TK 靈敏度高，約為53V/，線性度好，價格便宜，可在800以下的還原介質(zhì)中使用。主要缺點是鐵極易氧化，采用發(fā)藍處理后可提高抗銹蝕能力。 第三章 溫度傳感器熱（敏）電阻傳感器主要有兩大類：金屬熱電阻半導(dǎo)體熱敏電阻3.4 熱電阻和

21、熱敏電阻貼片式薄膜式 RT熱電阻電路符號大多數(shù)金屬導(dǎo)體和半導(dǎo)體的電阻率都隨溫度而變化，熱（敏）電阻傳感器就是通過這個特性來測試溫度普通金屬熱電阻一般用于-200+850溫度測量, 少數(shù)可測1000。 材料多為純鉑金屬絲，也有銅、鎳，繞制在云母板、玻璃或陶瓷線圈架上，構(gòu)成熱電阻。鉑線云母絕緣耐高溫瓷管帶保護管的鉑測溫電阻元件 3.4.1 金屬熱電阻金屬電阻隨溫度變化的特性 式中 電阻溫度系數(shù)（1/ oC）。由于并不是一個常數(shù)，而是溫度的函數(shù)，所以只有在一定溫度范圍內(nèi)，才能近似也視為一個常數(shù)。常用的金屬材料鉑熱電阻：分度號BA，-200850 oC，在0 oC以上，電阻與 溫度的關(guān)系近似線性關(guān)系，

22、性能穩(wěn)定，常作標(biāo) 準(zhǔn)溫度計。銅 電 阻：分度號Cu，-50180 oC，靈敏度高，價格便宜。按IEC（國際電工委員會 ）標(biāo)準(zhǔn) 鉑熱電阻阻值與溫度變化范圍之間的關(guān)系近似為：-200O +0850 式中： 為溫度 和 時的電阻值t值的大小與有關(guān)3.4.1 金屬熱電阻分度號分別為：Pt10、Pt100 目前我國規(guī)定工業(yè)用鉑熱電阻有兩種公稱值： 國際溫標(biāo)ITS90標(biāo)準(zhǔn)中, A、B、C 常數(shù)規(guī)定為；3.4.1 金屬熱電阻其他熱電阻 銅絲可以用來制造-50150 范圍的工業(yè)用電阻溫度計。電阻 的阻值變化率與溫度之間的關(guān)系接近于線性，靈敏度比較高 鎳使用溫度范圍是-50100和-50150 ，非線性嚴(yán)重，但

23、材料提取也困難，目前應(yīng)用較少。但靈敏度都較高，穩(wěn)定性好，在自動恒溫和溫度補償方面的應(yīng)用較多。（我國定為標(biāo)準(zhǔn)化熱電阻） 銦電阻適宜在-269-258溫度范圍內(nèi)使用，測溫精度高，靈敏度是鉑電阻的10倍，但是復(fù)現(xiàn)性差。 錳電阻適宜在-271-210溫度范圍內(nèi)使用，靈敏度高，但是質(zhì)脆易損壞。使用注意事項（1）自熱誤差 工作電流，產(chǎn)生溫度升高，電阻產(chǎn)生變化。 限制工作電流（2）引線誤差 線路中其他導(dǎo)線在不同溫度下，對于電阻 的影響。 三線制或者四線制第三章 溫度傳感器近年來，幾乎所有的家用電器產(chǎn)品使用溫度傳感器幾乎都使用半導(dǎo)體熱敏電阻。熱敏電阻是由半導(dǎo)體材料組成主要材料有：Mn、Co、Ni、Cu、Fe氧

24、化物，3.4 熱電阻和熱敏電阻3.4.2 半導(dǎo)體熱敏電阻熱敏電阻結(jié)構(gòu)及符號 熱敏電阻類型(三種)PTC熱敏電阻：當(dāng)溫度超過某一數(shù)值時，其電阻 隨溫度升高而快速增大，具有正 溫度系數(shù)。CTR熱敏電阻：在某一溫度值處電阻值急劇變化， 具有臨界溫度系數(shù)。NTC熱敏電阻：具有很高的負溫度系數(shù)。 PTC 型 CTR 型 NTC 型 PTC熱敏電阻的工作溫度范圍較窄，正溫度系數(shù)熱敏電阻器的電阻溫度特性可近似用下面的實驗公式表示： RT、RT0溫度分別為T、T0時的電阻值； BP正溫度系數(shù)熱敏電阻器的材料常數(shù)?？梢姡?正溫度系數(shù)熱敏電阻器的電阻溫度系數(shù)tp ，正好等于它的材料常數(shù)BP的值。 一、PTC熱敏電

25、阻 PTC熱敏電阻主要采用BaTiO3系列的材料，當(dāng)溫度超過某一 值時，其電阻值朝正的方向快速變化，其用途主要是彩電消磁 ，各種電器設(shè)備的過熱保護，發(fā)熱源的定溫控制，也可以作為限流元件使用。空氣加熱用PTC熱敏電阻過熱保護PTC熱敏電阻二、NTC熱敏電阻負溫度系數(shù)熱敏電阻的特性曲線可用經(jīng)驗公式表示：負溫度系數(shù)型 熱敏電阻特性曲線 B ，NTC熱敏電阻材料常數(shù)。， 溫度為T時的電阻值； 多數(shù)半導(dǎo)體熱敏電阻具有負溫度系數(shù)，溫度升高電阻下降，同時靈敏度下降，所以熱電阻限制了它在高溫下使用。目前，熱敏電阻溫度上限約300 。 RT = R0 expB(1/T 1/T0)廣泛用于家電領(lǐng)域、移動通信領(lǐng)域，

26、同時也應(yīng)用在自動控制及電子線路的熱補償線路中。 半導(dǎo)體熱敏電阻的特點優(yōu) 點： (1) 熱敏電阻的溫度系數(shù)比金屬大（10100倍） (2) 電阻率大，體積小，熱慣性小，不需要溫度補償適于測量點溫、表面溫度及快速變化的溫度。 (3) 結(jié)構(gòu)簡單、機械性能好。缺 點：線性度較差，復(fù)現(xiàn)性和互換性較差。第三章 溫度傳感器3.5 紅外線傳感器一個物體向外輻射能量，大部分是通過紅外線輻射出來的，溫度越高輻射紅外線越多，輻射能越強。紅外輻射的物理本質(zhì)是熱輻射，人、動物、植物、火、水都有熱輻射，只是波長不同而已；3.5.1 紅外輻射紅外輻射俗稱紅外線，是一種不可見光，其光譜位于可見光中紅色以外，所以稱紅外線，波長

27、約 0.751000m。3.5.1 紅外輻射紅外輻射是介于可見光和微波之間的電磁波，紅外波長比無線電波的波長短，所以紅外儀器的空間分辨率比雷達高；紅外波長比可見光的波長長，因此紅外線透過陰霾的能力比可見光強。760nm400nm 可見光 電 磁 波 譜紅外線 紫外線 射 線X射線長波無線電波頻率波長短波無線電波3.5.2 紅外輻射探測器紅外探測器主要有兩大類型：1） （熱電型）熱探測器 包括有：熱釋電元件、熱敏電阻、熱電偶等；2） （量子型）光子探測器 利用某些半導(dǎo)體材料在紅外輻射的照射下產(chǎn)生光電子效應(yīng)，使材料電學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化； 其中有：光敏電阻、光敏管、光電池等。 量子型光子探測器與光電傳感

28、器原理相同， 本節(jié)主要介紹熱釋電型紅外探測器。熱釋電元件首先將光輻射能變成材料自身的溫度，利用器件對溫度的敏感特性將溫度變化轉(zhuǎn)換為電信號；包括了光熱電，兩次信息變換過程。1.熱釋電效應(yīng)晶體受熱時，由于溫度變化改變了原子排列，晶體自然極化，在兩端產(chǎn)生數(shù)量相同，符號相反的電荷。這種由于熱化產(chǎn)生的電極化現(xiàn)象，稱為稱熱釋電效應(yīng)。黑色膜電極透明電極溫度一定時，極化產(chǎn)生的電荷被附集在外表的自由電荷慢慢中和掉，不顯電性；1. 熱釋電效應(yīng)TTONOFF熱釋電元件可視為電流源，熱釋電材料只有在溫度變化時才產(chǎn)生電流：熱釋電元件式中：S 元件面積； 熱釋電系數(shù)；只與熱釋電材料的溫度變化率有關(guān)，與溫度本身無關(guān)。熱釋電

29、傳感器只能檢測變化的信號，檢測時輻射源必須晃動才有信號輸出。2. 熱釋電元件及等效電路鉭酸鋰,硫酸三甘肽及鈦鋯酸鉛場效應(yīng)管3.5.3 紅外傳感器應(yīng)用紅外傳感器主要用于紅外測溫、遙控器、紅外監(jiān)控報警器；紅外攝象機、夜視鏡；控制裝置：自動門、自動水龍頭等；紅外無損檢測：通過測量熱流或熱量來檢測、 鑒定金屬或非金屬材料的質(zhì)量和內(nèi)部缺陷；紅外成像技術(shù):紅外變像管成像、紅外攝像管成像、電荷耦合器件（CCD）成像。第三章 溫度傳感器3.5.3 紅外傳感器應(yīng)用 熱釋電紅外報警控制電路 人體輻射紅外線波長大致為612m，溫度36 37 人活動的頻率范圍一般在0.110Hz之間； 熱釋電元件可檢測到10m距離，85的水平視角范圍； 傳感器將熱電信號送運放A放大，反饋電阻可調(diào)節(jié)放大倍數(shù)； 低通輸出一定幅值的直流信號驅(qū)動蜂鳴器告警。報警3.5.3 紅外傳感器應(yīng)用F222hipp111333通過菲