傳感器與檢測技術第九講

傳感器與檢測技術第九講第一頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六熱電阻式傳感器熱電阻（鉑電阻、銅電阻）熱敏電阻熱電阻式傳感器的應用第二頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六熱電阻式傳感器熱電阻：是利用導體的電阻率ρ隨溫度而變化這一物理現象來測量溫度。熱電阻的材料應具有以下特性：電阻值與溫度變化具有良好的線性關系。電阻溫度系數大，便于精確測量。電阻率高，熱容量小，反應速度快。在測溫范圍內具有穩(wěn)定的物理性質和化學性質，材料質量純，容易加工復制，價格便宜。最常用材料為鉑、銅、鎳和鐵熱電阻。在低溫測量中使用銦、錳及碳等材料制成的熱電阻。第三頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六鉑電阻鉑易于提純，物理化學性質穩(wěn)定，電阻率較大，能耐較高的濕度，一般用作復現溫標的基準器。鉑電阻的電阻值與溫度之間的關系為：第四頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六銅電阻適用一些測量精度不高，測溫范圍較?。?50~1500C）的情況。鎳電阻測溫范圍（-100~3000C）優(yōu)點：溫度系數大，電阻率較大缺點：非線性嚴重，材料提純較困難，穩(wěn)定性差，容易氧化第五頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六低溫領域的熱電阻材料銦電阻：錳電阻：碳電阻：測溫范圍（-269~-2580C）測溫范圍（-271~-2100C）測溫范圍（-273~-268.50C）第六頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六熱電阻的結構：鎧裝熱電阻結構示意圖

厚膜鉑電阻的結構圖

第七頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六熱敏電阻熱敏電阻概述熱敏電阻的結構熱敏電阻的缺點第八頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六熱敏電阻利用半導體制成的敏感元件，其特點是電阻率隨溫度而顯著變化。其電阻溫度系數大，靈敏度高；熱慣性小，反應速度快；體積小，結構簡單；使用方便，壽命長，易于實現遠距離測量等特點。機理：當熱敏材料周圍有熱輻射時，它就會吸收輻射熱，產生溫度升高，引起材料的阻值發(fā)生變化。第九頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六熱敏電阻的特點：其熱電特性非線性；穩(wěn)定性差；其互換性差，同一型號的產品特性參數有較大的差別。熱敏電阻溫度系數大，靈敏度高；結構簡單，體積小，可以測量點溫度；電阻率高，熱慣性小，因此溫度響應速度快，適合于動態(tài)測量；測量線路簡單，有些不用放大器就可輸出幾伏電壓；對外界干擾抵抗力強。缺點：第十頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六熱電阻的結構和符號：a)結構b)符號第十一頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六熱敏電阻的結構：根據電阻值的溫度特性，熱敏電阻有正溫度系數、負溫度系數和臨界熱敏電阻等幾種類型，其結構分為柱狀、片狀、珠狀和薄膜狀等形式。第十二頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六熱敏電阻的阻值與溫度之間的關系為：其特性曲線如圖所示（半導體熱敏電阻）：第十三頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六熱電阻測溫電路最常用的熱電阻測溫電路——電橋電路第十四頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六為了消除導線連接帶來的測量誤差：第十五頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六新型溫度傳感——集成溫度傳感器集成溫度傳感器

溫度傳感器偏置電路放大電路溫度補償線性化電路集成集成溫度傳感器類型電流輸出型電壓輸出型數字輸出型第十六頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六集成溫度傳感器——AD590美國AD公司生產的電流輸出型集成溫度傳感器分擋參數IJKLM工作電壓+4～+30V25℃電流輸出298.2A溫度系數1A/K25℃可校正誤差10℃5.0℃2.5℃1.0℃0.5℃非線性誤差3.0℃1.5℃0.8℃0.4℃0.3℃長期漂移0.1℃輸出阻抗＞10M+4～+5V0.5A/V+5～+15V0.2A/V+15～+30V0.1A/V最大正向電源+44V最大反向電源-20VAD590主要電氣參數表第十七頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六AD590應用：第十八頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六熱電阻式傳感器的應用使用熱電阻或熱敏電阻進行測量的方法熱電阻式流量計液面位置傳感器熱敏電阻用于熱保護第十九頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六使用熱電阻或熱敏電阻進行測量的方法：一種形式是將熱敏元件與被物體相接觸，它們之間經過熱交換后達到熱平衡時，熱敏元件的電阻值即反應了被測物體的溫度值，另一種形式是將流過恒定電流的熱敏元件置于被測氣體液體等介質中，介質中的某些參數將影響熱敏元件與介質之間的熱交換和熱平衡，利用這一原理達到測量介質的某些參數。第二十頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六