溫度測(cè)量傳感器

溫度測(cè)量傳感器第1頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第2章溫度測(cè)量傳感器2.5溫度測(cè)量傳感器性能比較2.4紅外測(cè)溫技術(shù)2.3集成溫度傳感器2.2熱電偶溫度傳感器2.1電阻式溫度傳感器第2頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月溫標(biāo)的基本概念第3頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月溫標(biāo)的基本概念第4頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

溫度是表征物體冷熱程度的物理量，它體現(xiàn)了物體內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的特征。溫度是不能直接測(cè)量的。只能通過(guò)物體隨溫度變化的某些特性（如體積、長(zhǎng)度、電阻等）來(lái)間接測(cè)量。熱電式傳感器將溫度變化轉(zhuǎn)換成電量（電阻、電勢(shì)等）。將溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻變化的元件主要有熱電阻和熱敏電阻；將溫度變化轉(zhuǎn)換為電勢(shì)的傳感器主要有熱電偶和PN結(jié)式傳感器；將熱輻射轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的器件有熱電探測(cè)器、紅外探測(cè)器等。熱電式傳感器第5頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月接觸式測(cè)溫是基于熱平衡原理，即測(cè)溫敏感元件必須與被測(cè)介質(zhì)接觸，是兩者處于平衡狀態(tài)，具有同一溫度。如水銀溫度計(jì)、熱敏電阻、熱電偶等。非接觸式測(cè)溫是利用熱輻射原理，測(cè)溫的敏感元件不與被測(cè)介質(zhì)接觸，利用物體的熱輻射隨溫度變化的原理測(cè)定物體溫度，故又稱輻射測(cè)溫。如輻射溫度計(jì)，紅外測(cè)溫儀等。按測(cè)溫方法不同，熱電式傳感器分為接觸式和非接觸式兩種。熱電式傳感器分類第6頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月測(cè)溫方法比較第7頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月常用熱電式傳感器第8頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月測(cè)溫方式傳感器類型測(cè)溫范圍(℃)精度(%)特點(diǎn)常用熱電式傳感器第9頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.1電阻式溫度傳感器電阻式溫度傳感器是利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻率隨溫度變化而變化的原理制成的，它將溫度變化轉(zhuǎn)化為元件電阻的變化，通過(guò)測(cè)量電阻間接地測(cè)量溫度或者與溫度有關(guān)的參數(shù)。按照其制造材料來(lái)分，電阻式溫度傳感器可分為金屬熱電阻（簡(jiǎn)稱熱電阻）及半導(dǎo)體熱電阻(簡(jiǎn)稱熱敏電阻)兩種。第10頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.1.1金屬熱電阻1.金屬熱電阻材料的特點(diǎn)作為測(cè)量用的熱電阻材料必須具備以下特點(diǎn)：具有高溫度系數(shù)和高電阻率，這樣在同樣的測(cè)試條件下可提高測(cè)量靈敏度，減小傳感器的體積和重量；在較寬的測(cè)量范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的物理和化學(xué)性質(zhì)，保證在規(guī)定的測(cè)量范圍內(nèi)測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確無(wú)誤；具有良好輸出特性，電阻阻值與溫度之間具有線性或近似線性關(guān)系的特性曲線；具有良好的工藝性，以便于批量生產(chǎn)，降低成本。第11頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.1.1金屬熱電阻2.常用金屬熱電阻（1）鉑電阻鉑電阻電阻值與溫度的關(guān)系為在0℃～660℃范圍內(nèi)

Rt＝R0(1+At+Bt2)在-190℃～0℃范圍內(nèi)

Rt＝R0[1+At+Bt2+C(t－100)t3]工業(yè)用的鉑電阻體，一般由直徑0.03～0.07mm的純鉑絲繞在平板形支架上，通常采用雙線電阻絲，引出線用銀導(dǎo)線。它能用作工業(yè)測(cè)溫元件和作為溫度標(biāo)準(zhǔn)，按國(guó)際溫標(biāo)IPTS—68規(guī)定，在-259.34℃～630.74℃的溫度范圍內(nèi)，以鉑電阻溫度計(jì)作基準(zhǔn)器。第12頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.1.1金屬熱電阻2.常用金屬熱電阻（2）銅電阻在-50℃～150℃范圍內(nèi)，銅電阻與溫度的關(guān)系為Rt＝R0(1+At+Bt2+Ct3)銅容易提純，在-50℃～+150℃范圍內(nèi)銅電阻的物理、化學(xué)特性穩(wěn)定，輸入、輸出關(guān)系接近線性，且價(jià)格低廉。銅電阻的缺點(diǎn)是電阻率較低，僅為鉑電阻的1／6左右；電阻的體積較大，熱慣性也較大，當(dāng)溫度高于100℃時(shí)易氧化。因此，銅電阻只能適于在低溫和無(wú)侵蝕性的介質(zhì)中工作。常用的工業(yè)用銅電阻的R0值有50Ω、100Ω兩種，其分度號(hào)分別用Cu50、Cu100表示。第13頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.1.1金屬熱電阻3.熱電阻主要參數(shù)（1）熱電阻分度表與分度號(hào)。在工業(yè)上，將熱電阻的Rt值與溫度t的對(duì)應(yīng)關(guān)系列成表格，稱為熱電阻分度表。制成電阻的金屬材料加上標(biāo)稱電阻值即為其分度號(hào)。例如，Cu50、Pt100等。

（2）允許偏差。允許偏差即熱電阻實(shí)際的電阻值與溫度關(guān)系偏離分度表的允許范圍。（3）熱響應(yīng)時(shí)間。當(dāng)溫度發(fā)生階躍變化時(shí)，熱電阻的電阻值變化至相當(dāng)于該階躍變化的某個(gè)規(guī)定百分比所需要的時(shí)間，稱為熱響應(yīng)時(shí)間，通常以τ表示。一般記錄變化50％或90％的響應(yīng)時(shí)間分別為τ0.5與τ0.9。熱電阻的響應(yīng)時(shí)間不僅與結(jié)構(gòu)、尺寸及材質(zhì)有關(guān)，還與被測(cè)介質(zhì)的放熱系數(shù)、比熱等工作環(huán)境有關(guān)。（4）額定電流。額定電流是指在測(cè)量電阻值時(shí)，允許在元件中連續(xù)通過(guò)的最大電流，一般為2～5mA。限制額定電流是為了減少熱電阻自熱效應(yīng)引起的誤差，對(duì)熱電阻元件都規(guī)定了額定電流。第14頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.1.1金屬熱電阻3.熱電阻主要參數(shù)名稱等級(jí)分度號(hào)測(cè)溫范圍(℃)允許偏差(℃)鉑熱電阻APt10-200～850±(0.15+0.002|T|)Pt100BPt10±(0.30+0.005|T|)Pt100名稱分度號(hào)測(cè)溫范圍(℃)允許偏差(℃)0℃時(shí)電阻值（Ω）銅熱電阻Cu50-50～150±(0.30+0.006|T|)50.000±0.050Cu100100.00±0.10表2-1鉑電阻技術(shù)參數(shù)表2-2銅電阻技術(shù)參數(shù)第15頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.1.1金屬熱電阻4.使用注意事項(xiàng)工業(yè)上廣泛應(yīng)用金屬熱電阻進(jìn)行200～600℃范圍的溫度測(cè)量。在使用時(shí)需要注意以下問(wèn)題：（1）自熱誤差在使用金屬熱電阻測(cè)量溫度時(shí)，電阻要消耗一定的電功率，引起電阻值的變化，從而帶來(lái)測(cè)量誤差。所以在使用中應(yīng)盡量減小由于電阻器通電產(chǎn)生的自熱而引起的誤差，一般是采取限制電流的辦法，通常允許通過(guò)電流應(yīng)小于5mA。（2）引線誤差由于熱電阻感溫元件到接線端子、接線端子到調(diào)理電路都需要連接引線，引線本身的電阻及接觸電阻相對(duì)于較低阻值的熱電阻，是不可忽略的。一方面它們影響熱電阻的零位值，另一方面它們隨溫度變化，帶來(lái)不確定的測(cè)量誤差。因此，測(cè)量電阻的引線通常采用三線式或四線式接法。第16頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.1.2半導(dǎo)體熱敏電阻1.熱敏電阻的特點(diǎn)及分類（1）熱敏電阻的特點(diǎn)靈敏度高。熱敏電阻溫度系數(shù)的絕對(duì)值比金屬熱電阻大10～100倍。

電阻值高。它的標(biāo)稱電阻值有幾Ω到十幾MΩ之間的不同規(guī)格。因此在使用熱敏電阻時(shí)，一般不用考慮引線電阻的影響。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。熱敏電阻可根據(jù)使用要求加工成各種形狀，特別是能夠做到小型化，目前的珠狀熱敏電阻的直徑僅為0.2mm。體積小，熱慣性小，響應(yīng)時(shí)間短，響應(yīng)時(shí)間通常為0.5～3s。化學(xué)穩(wěn)定性好，機(jī)械性能好，價(jià)格低廉，使用壽命長(zhǎng)。缺點(diǎn)是阻值與溫度呈非線性關(guān)系，且互換性差。第17頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.1.2半導(dǎo)體熱敏電阻（2）熱敏電阻的分類

1）正溫度系數(shù)熱敏電阻（PTC）電阻值隨溫度升高而增大的熱敏電阻，稱為正溫度系數(shù)熱敏電阻。它的主要材料是摻雜的BaTiO3半導(dǎo)體陶瓷。2）負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻（NTC）電阻值隨溫度升高而減小的熱敏電阻，稱為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。它的主要材料是Mn、Co、Ni、Fe等金屬氧化物半導(dǎo)體。3）臨界溫度系數(shù)熱敏電阻（CTR）該類電阻的電阻值在某特定溫度范圍內(nèi)隨溫度升高而降低3～4個(gè)數(shù)量級(jí)，即具有很大的溫度系數(shù)。其主要材料是VO2，并添加一些金屬氧化物。第18頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.1.2半導(dǎo)體熱敏電阻2.熱敏電阻的主要參數(shù)（1）標(biāo)稱電阻R25（2）電阻溫度系數(shù)αt（％／℃）（3）耗散常數(shù)δ（mW／℃）（4）材料常數(shù)B（5）時(shí)間常數(shù)τ第19頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.1.2半導(dǎo)體熱敏電阻3.熱敏電阻的主要特性（1）熱敏電阻的電阻—溫度特性（2）熱敏電阻的伏安特性圖2-1熱敏電阻電阻—溫度特性曲線圖2-2NTC熱敏電阻伏安特性曲線第20頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.1.2半導(dǎo)體熱敏電阻4.熱敏電阻命名方法及常用熱敏電阻

第一部分：主稱第二部分：類別第三部分：用途第四部分：序號(hào)字母含義字母含義數(shù)字含義M敏感電阻MPTC0本部分由數(shù)字表示，不同企業(yè)之間命名方法有所區(qū)別，通常包括標(biāo)稱值、B值、允許偏差及外形等1普通2限流34延遲5測(cè)溫6控溫7消磁89恒溫FNTC0特殊1普通2穩(wěn)壓3微波測(cè)量4旁熱式5測(cè)溫6控溫7抑制浪涌8線性9表2-3熱敏電阻型號(hào)命名方法第21頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.1.2半導(dǎo)體熱敏電阻型號(hào)標(biāo)稱值R25B值（K）耗散系數(shù)（mw/℃）額定功率（mw）時(shí)間常數(shù)（S）工作溫度（℃）MF113.3Ω～33K2700～4050≥6500≤30-55～125MF126.8K～5000K4250～5050≥6500≤30-55～125MF521K～1000K3100～4500≥2≤50≤15-55～125MF581.5K～1388K3920～4600≥2≤50≤20-55～200MF720.7～400Ω≥6≤35-55～200表2-4常用熱敏電阻主要參數(shù)4.熱敏電阻命名方法及常用熱敏電阻

第22頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.1.3電阻式溫度傳感器的測(cè)量電路1.不平衡直流電橋當(dāng)電橋?yàn)閱伪酃ぷ鲿r(shí)，如圖2-3(b)所示，設(shè)初始狀態(tài)時(shí)電橋達(dá)到平衡，輸出電壓U0=0。此時(shí)電橋上的各電阻的阻值分別為R10、R20、R30、R40，并滿足R10×R40=R20×R30。即電橋的平衡條件為R20/R10=R40/R30假設(shè)R1為敏感元件，且R1=R10+ΔR1，其它電阻均保持不變。在這種情況下，橋路不平衡輸出電壓為設(shè)橋臂比n=R20/R10，由于ΔR1<<R1，分母中ΔR1/R1可忽略，并考慮到平衡條件，則上式可寫為圖2-3不平衡直流電橋第23頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.1.3電阻式溫度傳感器的測(cè)量電路2.不平衡電橋電壓靈敏度如果將電橋電壓靈敏度定義為

，從定義式可見(jiàn)，對(duì)于相同的敏感元件相對(duì)變化量，Ku越大，電橋的輸出電壓就越高。由式（2-6）可得

（2-7）由式（2-7）可知：（1）電橋電壓靈敏度正比于電橋供電電壓，供電電壓越高，電橋電壓靈敏度越高，但供電電壓的提高受到應(yīng)變片允許功耗的限制，所以要作適當(dāng)選擇。（2）電橋電壓靈敏度是橋臂電阻比值n的函數(shù)，恰當(dāng)?shù)剡x擇橋臂比n的值，可保證電橋具有較高的電壓靈敏度。第24頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.1.3電阻式溫度傳感器的測(cè)量電路3.測(cè)量電阻接線方式由于常用的金屬熱電阻的阻值不高，所以在使用熱電阻測(cè)量時(shí)，引線電阻和接觸電阻都不可避免地帶來(lái)測(cè)量誤差。為減小測(cè)量過(guò)程中引線帶來(lái)的附加誤差，根據(jù)測(cè)量情況可將電阻引線方式分為三種。（1）兩線制（2）三線制（3）四線制圖2-4熱電阻的引線方式第25頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.1.4工業(yè)熱電阻命名方法第一部分：主稱第二部分：類別第三部分：結(jié)構(gòu)字母含義字母含義數(shù)字含義數(shù)字含義數(shù)字含義數(shù)字含義WZ熱電阻溫度儀表P鉑電阻2雙支偶絲1無(wú)固定裝置2防噴式接線盒0保護(hù)管直徑：Ф162固定螺紋3活動(dòng)法蘭4固定法蘭5活絡(luò)管接頭C銅電阻單支偶絲6固定螺紋錐式3防水式接線盒1保護(hù)管直徑：Ф127直形管接頭8固定螺紋管接頭9活動(dòng)螺紋管接頭表2-5裝配熱電阻型號(hào)命名方法第26頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.1.5電阻式溫度傳感器應(yīng)用1.三線橋式測(cè)溫電路該電路測(cè)溫元件選擇金屬熱電阻，測(cè)量電路采用不平衡電橋和儀表放大器。不平衡電橋由高精度電阻R1～R3與鉑熱電阻Rt組成。熱電阻采用三線方式連接，RW1、RW2、RW3是連接導(dǎo)線等效電阻。電源Uc為測(cè)量橋路提供工作電流。從圖2-5中可見(jiàn)，由于RW1、RW2的存在使得電橋橋臂發(fā)生了變化，RW1和Rt組成一個(gè)橋臂，RW2和R3組成另一個(gè)橋臂。因?yàn)殡娎|線的型號(hào)和長(zhǎng)度相同，RW1和RW2相等，根據(jù)式2-4可以得出這個(gè)新橋路的輸出電壓表達(dá)式為圖2-5三線橋式測(cè)溫電路第27頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.1.5電阻式溫度傳感器應(yīng)用2.鉑電阻恒流源測(cè)溫電路圖2-6所示為鉑電阻恒流源測(cè)溫電路。圖中A1、Ur、Rt、RP1等組成了恒流源電路，為熱電阻Rt提供工作電流。Ur為2V的基準(zhǔn)電壓，作為恒流源的基準(zhǔn)。Rt采用標(biāo)稱值為1kΩ的鉑熱電阻。圖2-6鉑電阻恒流源測(cè)溫電路第28頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.1.5電阻式溫度傳感器應(yīng)用3.鉑電阻線性化電路圖2-7鉑電阻溫度特性圖2-8鉑電阻線性化測(cè)溫電路第29頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.1.5電阻式溫度傳感器應(yīng)用4.鉑電阻溫度控制儀電路圖2-9鉑電阻溫度控制儀第30頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.1.5電阻式溫度傳感器應(yīng)用5.帶有自動(dòng)監(jiān)視功能的溫度控制器電路圖2-10帶有自動(dòng)監(jiān)視功能的溫控器電路第31頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.2熱電偶溫度傳感器2.2.1工作原理及基本定律1.工作原理將兩種不同的導(dǎo)體A和B串接成一個(gè)閉合回路，若導(dǎo)體A和B的兩接點(diǎn)處的溫度不同，兩者之間便會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。由此效應(yīng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，通常稱為熱電動(dòng)勢(shì)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來(lái)工作的。熱電偶的結(jié)構(gòu)如圖2-11所示，由導(dǎo)體A和B組成的熱電偶回路，材料A和B稱為熱電極；接點(diǎn)T端稱為測(cè)量端，或工作端；另一個(gè)接點(diǎn)T0稱為參考端或冷端、自由端?？梢宰C明，如果材料A、B確定，當(dāng)溫度T＞T0時(shí)，則回路的總的熱電勢(shì)表示為：EAB（T，T0）=f（T）－f（T0）圖2-11熱電偶原理圖第32頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第33頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.2.1工作原理及基本定律1.工作原理熱電勢(shì)的大小只與熱電偶兩端接電的溫度有關(guān)，如果T0已知且恒定，則f（T0）為常數(shù)，總回路熱電勢(shì)EAB（T，T0）只是工作端溫度T的單值函數(shù)。結(jié)論：（1）若熱電偶兩電極材料相同，則無(wú)論兩接點(diǎn)溫度如何，回路總電勢(shì)為零。（2）若熱電偶接點(diǎn)溫度相同，即使A和B材料不同，回路總電勢(shì)仍為零。（3）熱電勢(shì)的大小只與熱電極的材料和兩端溫度有關(guān)，與熱電偶的幾何尺寸、形狀等無(wú)關(guān)。（4）同樣材料的熱電極，其溫度和電勢(shì)的關(guān)系是一樣的，因此熱電極材料相同的熱電偶可以互換。第34頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.2.1工作原理及基本定律2.基本定律（1）中間導(dǎo)體定律在熱電偶電路中接入第三種導(dǎo)體C，只要導(dǎo)體C兩端溫度相等，則熱電偶回路產(chǎn)生的總熱電勢(shì)就不變。根據(jù)該定律可知，當(dāng)利用熱電偶進(jìn)行測(cè)溫時(shí)，將連接導(dǎo)線視為中間導(dǎo)體，只要保證其兩端溫度相同，則對(duì)測(cè)量結(jié)果沒(méi)有影響。中間導(dǎo)體定律如圖2-12所示。（2）中間溫度定律

如果熱電偶AB兩結(jié)點(diǎn)的溫度分別為T和T0，則所產(chǎn)生的熱電勢(shì)等于熱電偶AB兩結(jié)點(diǎn)溫度為T和Tn與熱電偶AB結(jié)點(diǎn)溫度為Tn和T0時(shí)所產(chǎn)生的熱電勢(shì)的代數(shù)和，用公式表示為EAB（T，T0）=EAB（T，Tn）+EAB（Tn，T0）圖2-12中間導(dǎo)體定律第35頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.2.1工作原理及基本定律2.基本定律（3）參考電極定律

當(dāng)熱電偶回路的兩個(gè)結(jié)點(diǎn)溫度為T和T0時(shí)，用導(dǎo)體AB組成的熱電偶的熱電勢(shì)等于熱電偶AC和熱電偶CB的熱電勢(shì)的代數(shù)和，即

EAB（T，T0）=EAC（T，T0）+ECB（T，T0）導(dǎo)體C稱為標(biāo)準(zhǔn)電極，這一規(guī)律稱為參考電極定律。圖2-13參考電極定律第36頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.2.1工作原理及基本定律（3）參考電極定律

【例2.1】S型熱電偶在工作時(shí)自由端溫度T0=30℃，現(xiàn)測(cè)得熱電偶電動(dòng)勢(shì)為7.5mV，求被測(cè)介質(zhì)實(shí)際溫度。

解：由題意熱電偶測(cè)得的電勢(shì)為E(T,30)，即E(T,30)=7.5mV，其中T為被測(cè)介質(zhì)實(shí)際溫度。由分度表可查到E(30,0)=0.173mV，則

E(T,0)=E(T,30)+E(30,0)=7.5+0.173=7.673mV再由分度表中查出與其對(duì)應(yīng)的實(shí)際溫度為830℃。第37頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.2.2熱電偶結(jié)構(gòu)1.普通型熱電偶普通型結(jié)構(gòu)的熱電偶在工業(yè)中使用最多，主要用于測(cè)量氣體、蒸汽和液體等介質(zhì)的溫度，可根據(jù)測(cè)量條件和測(cè)量范圍來(lái)選用。為了防止有害介質(zhì)對(duì)熱電極的侵蝕，工業(yè)用的熱電偶一般都有保護(hù)套。普通型熱電偶結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2-14。絕緣套管用來(lái)防止電極短路，其材料要根據(jù)使用的溫度范圍和絕緣要求確定，常用氧化鋁和耐火陶瓷。不銹鋼套管是為了將電極與被測(cè)對(duì)象隔離開(kāi)，以防止受到化學(xué)腐蝕或機(jī)械損傷。對(duì)保護(hù)套管的要求是熱傳導(dǎo)性好、熱容量小、耐腐蝕并且具有一定的機(jī)械強(qiáng)度圖2-14普通熱電偶結(jié)構(gòu)第38頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.2.2熱電偶結(jié)構(gòu)2.鎧裝熱電偶鎧裝熱電偶的結(jié)構(gòu)如圖2-15所示，它是將熱電極、絕緣材料和金屬保護(hù)管組合在一起，經(jīng)拉伸加工成為一個(gè)堅(jiān)實(shí)的組合體。它具有很大的可撓性，其最小彎曲半徑通常是熱電偶直徑的5倍。此外它還具有測(cè)溫端熱容量較小、動(dòng)態(tài)響應(yīng)較快、強(qiáng)度高、壽命長(zhǎng)及適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，適用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的部位的溫度測(cè)量，因此在工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。圖2-15鎧裝熱電偶結(jié)構(gòu)第39頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.2.2熱電偶結(jié)構(gòu)3、薄膜熱電偶薄膜熱電偶是一種先進(jìn)的測(cè)量瞬變溫度的傳感器。它是將兩種薄膜熱電極材料，通過(guò)真空蒸鍍、化學(xué)涂層等方法蒸鍍到絕緣基板上面制成的一種特殊熱電偶。它的測(cè)溫原理與普通絲式熱電偶相似，由于薄膜熱電偶的熱接點(diǎn)多為微米級(jí)的薄膜（電極為厚度0.01~0.1m），與普通熱電偶比較，它具有熱容量小、響應(yīng)迅速等特點(diǎn)，所以能夠準(zhǔn)確地測(cè)量瞬態(tài)溫度的變化。第40頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.2.3熱電偶的冷端補(bǔ)償方法由熱電偶測(cè)溫原理可知，熱電偶的熱電勢(shì)的大小不僅與工作端的溫度有關(guān)，而且與冷端溫度有關(guān)，是工作端和冷端溫度的函數(shù)差。只有當(dāng)熱電偶的冷端溫度保持不變，熱電勢(shì)才是被測(cè)溫度的單值函數(shù)。工程技術(shù)上使用的熱電偶分度表中的熱電勢(shì)值是根據(jù)冷端溫度為0℃而制作的。但在實(shí)際使用時(shí)，由于熱電偶的工作端與冷端離得很近，冷端又暴露于空氣，容易受到環(huán)境溫度的影響，因而冷端溫度很難保持恒定。第41頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.2.3熱電偶的冷端補(bǔ)償方法1.補(bǔ)償導(dǎo)線法圖2-16所示為補(bǔ)償導(dǎo)線法示意圖。在圖中，A′、B′為補(bǔ)償導(dǎo)線，它所產(chǎn)生的熱電勢(shì)為EA′B′(T0′,T0),回路總電勢(shì)為EAB(T,T0′)+EA′B′(T0′,T0),根據(jù)補(bǔ)償導(dǎo)線的性質(zhì)，有EA′B′(T0′,T0)=EAB(T0′,T0)則由熱電偶的中間溫度定律可得回路總電勢(shì)E=EAB(T,T0′)+EA′B′(T0′,T0)=EAB(T,T0)因此，補(bǔ)償導(dǎo)線A′B′可視為熱電偶電極AB的延長(zhǎng)，使熱電偶的自由端從T0′處移到T0處，熱電偶回路的熱電勢(shì)只與T和T0有關(guān)，T0′的變化不再影響總電勢(shì)。圖2-16補(bǔ)償導(dǎo)線法示意圖第42頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.2.3熱電偶的冷端補(bǔ)償方法1.補(bǔ)償導(dǎo)線法在使用補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)必須注意下列問(wèn)題：（1）補(bǔ)償導(dǎo)線只能在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)（一般為0～100℃）與熱電偶的熱電特性相同或相近；（2）不同型號(hào)的熱電偶有不同的補(bǔ)償導(dǎo)線；（3）熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線連接的兩個(gè)接點(diǎn)要保持相同的溫度；（4）補(bǔ)償導(dǎo)線有正負(fù)極之分，需要分別與熱電偶的正負(fù)極相連；（5）補(bǔ)償導(dǎo)線的作用只是延伸熱電偶的自由端，當(dāng)自由端溫度T0≠0時(shí)，還需要進(jìn)行其它補(bǔ)償與修正。補(bǔ)償導(dǎo)線型號(hào)配用熱電偶型號(hào)補(bǔ)償導(dǎo)線絕緣層顏色正極負(fù)極正極負(fù)極SCSSPC（銅）SNC（銅鎳）紅綠KCKKPC（銅）KNC（康銅）紅藍(lán)KXKKPX（鎳鉻）KNX（鎳硅）紅黑EXEEPX（鎳鉻）ENX（銅鎳）紅棕JXJJPX（鐵）JNX（銅鎳）紅紫TXTTPX（銅）TNX（銅鎳）紅白表2-6常用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線第43頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.2.3熱電偶的冷端補(bǔ)償方法【例2.2】有一個(gè)熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)，如圖2-17所示。其熱電偶兩個(gè)熱電極的材料為鎳鉻―鎳硅，A′、B′分別為配鎳鉻―鎳硅熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線，測(cè)量系統(tǒng)配用K型熱電偶的溫度顯示儀表來(lái)顯示被測(cè)溫度大小。設(shè)T=300℃，T0′=50℃，T0=20℃。求：①測(cè)量回路的總電勢(shì)以及溫度顯示儀表的讀數(shù)。②如果補(bǔ)償導(dǎo)線為普通銅導(dǎo)線，則測(cè)量回路的總電勢(shì)和溫度顯示值是多少。圖2-17熱電偶測(cè)溫電路第44頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.2.3熱電偶的冷端補(bǔ)償方法解：①由題意可知，使用熱電偶的分度號(hào)為K型，則總的回路電勢(shì)為E=EK(T,T0′)+EK補(bǔ)(T0′,T0)+E補(bǔ)（T0,0）式中，EK(T,T0′)為熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)；EK補(bǔ)(T0′,T0)為配K型熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線產(chǎn)生的電勢(shì)；E補(bǔ)（T0,0）為補(bǔ)償電橋提供的電勢(shì)。由于補(bǔ)償導(dǎo)線和補(bǔ)償電橋都是配K型熱電偶的，因此，這兩部分產(chǎn)生的電勢(shì)可近似為EK(T0′,T0)和EK（T0,0），所以總電勢(shì)可寫成E=EK(T,T0′)+EK(T0′,T0)+EK（T0,0）=EK(T,0)顯然，儀表的讀數(shù)是300℃。查K型熱電偶的分度表，得E=12.209mV。②當(dāng)補(bǔ)償導(dǎo)線是普通銅導(dǎo)線時(shí)，因?yàn)槭且环N導(dǎo)體銅，所以不產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，即等于0，則回路總電動(dòng)勢(shì)為E=EK(T,T0′)+E補(bǔ)（T0,0）=EK(300,50)+EK（20,0）=（12.209-2.023）+（0.798-0）=10.984（mV）查K型分度表，得顯示溫度值為270.3℃。第45頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.2.3熱電偶的冷端補(bǔ)償方法2、熱電勢(shì)修正法在實(shí)際工況環(huán)境中，當(dāng)熱電偶冷端溫度不是0℃時(shí)，而是

Tn時(shí)，根據(jù)熱電偶中間溫度定律，可得熱電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算校正公式為：E(T,0)=E(T,Tn)+E(Tn,0)因此只要知道了熱電偶參比端的溫度Tn，就可以從分度表中查出對(duì)應(yīng)于Tn時(shí)的熱電動(dòng)勢(shì)E(Tn,0)，然后將這個(gè)熱電動(dòng)勢(shì)值與顯示儀表所測(cè)得讀數(shù)值E(T,Tn)相加，得出的結(jié)果就是熱電偶的參比端溫度為0℃時(shí)，對(duì)應(yīng)于測(cè)量端的溫度為T時(shí)的熱電動(dòng)勢(shì)E(T,0)，最后就可以從分度表中查得對(duì)應(yīng)于E(T,0)的溫度，這個(gè)溫度的數(shù)值就是熱電偶測(cè)量端的實(shí)際溫度。3、0℃恒溫法為了測(cè)溫準(zhǔn)確，可以把熱電偶的冷端置于冰水混合物的容器里，保證使冷端溫度為0℃。這種辦法測(cè)量最為直接，但是在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量時(shí)，要保證冷端溫度保持在0℃不變十分困難，所以該方法常用于在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行的測(cè)量。第46頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.2.3熱電偶的冷端補(bǔ)償方法4、冷端溫度自動(dòng)補(bǔ)償法（1）硬件電路補(bǔ)償法1）電橋補(bǔ)償法圖2-18電橋補(bǔ)償法示意圖第47頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.2.3熱電偶的冷端補(bǔ)償方法2）集成電路補(bǔ)償法圖2-20利用TMP35補(bǔ)償?shù)臒犭娕紲y(cè)溫電路圖2-19利用AD592補(bǔ)償?shù)臒犭娕紲y(cè)溫電路第48頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.2.3熱電偶的冷端補(bǔ)償方法2）集成電路補(bǔ)償法圖2-21利用MAX6675補(bǔ)償?shù)臒犭娕紲y(cè)溫電路第49頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.2.3熱電偶的冷端補(bǔ)償方法（2）計(jì)算修正法若自由端溫度為T0時(shí)，測(cè)得物體溫度為T′，則被測(cè)物體的真實(shí)溫度近似為：T=T′+KT0式中，K為熱電偶的修正系數(shù)，如表2-7中所示。工作端溫度℃熱電偶種類銅-康銅鎳鉻-康銅鐵-康銅鎳鉻-鎳硅鉑銠-鉑01.001.001.001.001.00201.001.001.001.001.001000.860.901.001.000.822000.770.830.991.000.723000.700.810.990.980.694000.680.830.980.980.665000.650.791.021.000.636000.650.781.000.960.627000.800.911.000.668000.800.821.000.599000.841.000.5610001.070.5511001.110.5312000.5313000.5214000.5215000.52第50頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.2.4熱電偶的測(cè)量誤差1.分度誤差

熱電偶的分度是指將熱電偶置于給定溫度下測(cè)定其熱電勢(shì)，以確定熱電勢(shì)與溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系（E—T關(guān)系）。可見(jiàn)，實(shí)際的熱電偶特性與標(biāo)準(zhǔn)分度表并不完全一致，這就帶來(lái)了分度誤差。2.儀表誤差及接線誤差

用熱電偶測(cè)溫時(shí)，必須有與之配套的儀表進(jìn)行顯示或記錄。它們的誤差必然會(huì)帶入測(cè)量結(jié)果，這種誤差與所選用儀表的精度和儀表的量程有關(guān)。3.干擾和漏電誤差

用熱電偶測(cè)溫時(shí)，由于周圍電場(chǎng)和磁場(chǎng)的干擾，往往會(huì)造成熱電偶回路中的附加電勢(shì)，引起測(cè)量誤差，常用冷端接地或屏蔽等方法消除誤差。不少絕緣材料隨溫度升高阻值下降，尤其是在1500℃以上的高溫時(shí)，其絕緣性能顯著下降，可能造成熱電勢(shì)分流輸出。4.動(dòng)態(tài)誤差當(dāng)測(cè)溫時(shí)，指示的溫度值始終跟不上被測(cè)介質(zhì)溫度變化值，這種測(cè)量瞬變溫度時(shí)由滯后引起的誤差，稱為動(dòng)態(tài)測(cè)溫誤差。第51頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月為了適應(yīng)不同生產(chǎn)對(duì)象的測(cè)溫要求和條件，熱電偶的結(jié)構(gòu)形式有：普通型熱電偶特殊熱電偶－鎧裝型熱電偶－薄膜熱電偶等。

熱電偶的結(jié)構(gòu)與種類第52頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月普通型熱電偶結(jié)構(gòu)第53頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

優(yōu)點(diǎn)：測(cè)溫端熱容量小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快；機(jī)械強(qiáng)度高，撓性好，可安裝在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的裝置上。鎧裝型熱電偶第54頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月薄膜熱電偶

特點(diǎn)：熱接點(diǎn)可以做得很?。é蘭），具有熱容量小、反應(yīng)速度快（μs）等特點(diǎn)，適用于微小面積上的表面溫度以及快速變化的動(dòng)態(tài)溫度測(cè)量。第55頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第56頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第57頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第58頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第59頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第60頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第61頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第62頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第63頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第64頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第65頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第66頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第67頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第68頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.2.5常用熱電偶及熱電偶命名方法1.標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶型號(hào)電極材料測(cè)溫范圍（℃）型號(hào)電極材料測(cè)溫范圍（℃）S鉑銠10-鉑-50～1768N鎳鉻硅-鎳硅-270～1300R鉑銠13-鉑-50～1768E鎳鉻-康銅-270～1000B鉑銠30-鉑銠60～1820J鐵-康銅-210～1200K鎳鉻-鎳硅-270～1372T銅-康銅-270～400表2-8標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶參數(shù)第69頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.2.5常用熱電偶及熱電偶命名方法2.熱電偶命名方法第一部分：主稱第二部分：類別第三部分：結(jié)構(gòu)字母含義字母含義數(shù)字含義數(shù)字含義數(shù)字含義數(shù)字含義WR熱電偶溫度儀表M鎳鉻硅—鎳硅2雙支偶絲1無(wú)固定裝置2防噴式接線盒0保護(hù)管直徑：Ф162固定螺紋N鎳鉻—鎳硅3活動(dòng)法蘭1保護(hù)管直徑：Ф204固定法蘭E鎳鉻—銅鎳5活絡(luò)管接頭2保護(hù)管直徑：Ф16（高鋁質(zhì)管）單支偶絲6固定螺紋錐式3防水式接線盒C銅—銅鎳7直形管接頭3保護(hù)管直徑：Ф20（高鋁質(zhì)管）8固定螺紋管接頭F鐵—銅鎳9活動(dòng)螺紋管接頭表2-9裝配熱電偶型號(hào)命名方法第70頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.2.6熱電偶應(yīng)用電路1.熱電偶的線性校正電路（1）多項(xiàng)式線性校正法設(shè)溫度為T，各項(xiàng)系數(shù)為a0，a1，…aN，則熱電偶電動(dòng)勢(shì)E可表示為E=a0+a1T+a2T2…aNTN。實(shí)現(xiàn)高次冪運(yùn)算電路，就可構(gòu)成線性校正電路。冪次越高，精度越高，電路越復(fù)雜，相應(yīng)速度越慢。實(shí)際上只要取到2次冪就可以獲得足夠的精度。K型熱電偶放大電路輸出600mV時(shí)的2次冪近似校正計(jì)算式可表達(dá)為UOUT=-0.776+24.9952UIN-0.0347332UIN2（mV）（2）平方運(yùn)算專用集成電路AD538線性化校正法線性化電路的關(guān)鍵是求平方運(yùn)算，AD538不用外接元件就可構(gòu)成平方運(yùn)算的線性校正電路。AD538精度為0.5％，動(dòng)態(tài)范圍寬。輸出電壓UOUT滿足一下函數(shù)關(guān)系第71頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.2.6熱電偶應(yīng)用電路（3）K型熱電偶線性校正電路圖2-22采用AD538的熱電偶線性校正電路第72頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.2.6熱電偶應(yīng)用電路2、用J型熱電偶實(shí)現(xiàn)范圍為0～600℃的測(cè)溫電路圖2-23J型熱電偶0～600℃測(cè)溫電路第73頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.3集成溫度傳感器2.3.1集成溫度傳感器分類與特點(diǎn)1.模擬集成溫度傳感器目前模擬集成溫度傳感器主要分為兩大類：一類為電壓型集成溫度傳感器；另一類為電流型集成溫度傳感器。電壓型集成溫度傳感器是將溫度傳感器、基準(zhǔn)電壓、緩沖放大器集成在同一芯片上，制成一個(gè)兩端器件。電流型集成溫度傳感器是把線性集成電路和薄膜工藝元件集成在一塊芯片上，再通過(guò)激光修版微加工技術(shù)，制造出性能優(yōu)良的測(cè)溫傳感器。2.數(shù)字溫度傳感器智能溫度傳感器內(nèi)部包含溫度傳感器、A／D轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理器、存儲(chǔ)器和接口電路。智能溫度傳感器的特點(diǎn)是能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量，適配各種微控制器。第74頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.3.2集成溫度傳感器應(yīng)用1.電壓輸出集成溫度傳感器LMX35及應(yīng)用LMX35傳感器引腳排列如圖2-24所示。（1）性能與特點(diǎn)它屬于電壓輸出式精密集成溫度傳感器，電壓溫度系數(shù)為+10mV／K，輸出電壓與熱力學(xué)溫度成正比。

測(cè)溫精度高，測(cè)溫范圍寬。經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)后，LM135在+25℃的測(cè)溫精度可達(dá)±0.3℃，LM135的測(cè)溫范圍是-55～+150℃，LM235為-40～+125℃，LM335為-40～+100℃。動(dòng)態(tài)阻抗低。當(dāng)工作電流為0.4～5mA時(shí)，其動(dòng)態(tài)阻抗僅為0.5～0.6Ω。價(jià)格低，易校準(zhǔn)。圖2-24LMX35引腳排列第75頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.3.2集成溫度傳感器應(yīng)用1.電壓輸出集成溫度傳感器LMX35及應(yīng)用（2）應(yīng)用用LM335系列測(cè)量溫度的3種典型電路如圖2-25所示。圖2-25(a)為基本U0測(cè)溫電路，其特點(diǎn)是電路非常簡(jiǎn)單，但由于未加溫度校準(zhǔn)電路，因此測(cè)溫誤差較大，在+25℃就有±0.5～±2℃的誤差。圖2-25(b)中，LM335的調(diào)整端(ADJ)接10k精密多圈電位器RP1的滑動(dòng)觸頭，在+25℃時(shí)調(diào)整RP1，可使輸出電壓U0=2.982V。經(jīng)校準(zhǔn)后可以提高傳感器的測(cè)量精度。圖2-25(c)是在圖2-25(b)的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成的。

圖2-25LM335典型應(yīng)用電路第76頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.3.2集成溫度傳感器應(yīng)用1.電壓輸出集成溫度傳感器LMX35及應(yīng)用（2）應(yīng)用圖2-26中所示就是輸出電壓與攝氏溫度成正比的應(yīng)用電路。LM336是精密基準(zhǔn)電壓源，它的穩(wěn)壓值為2.5V。該基準(zhǔn)電壓經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器LM308放大后輸出電壓值為2.7315V。LM335測(cè)溫輸出電壓與該電壓相差之后為該電路的輸出電壓，就是與攝氏溫度成正比的電壓。圖2-26LMX35攝氏溫度測(cè)量電路第77頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.3.2集成溫度傳感器應(yīng)用2.電流輸出集成溫度傳感器AD590及應(yīng)用（1）AD590性能與特點(diǎn)它的主要特性如下：

流過(guò)器件的電流(μA)等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度(開(kāi)爾文)度數(shù)。電流變化1μA，相當(dāng)于溫度變化1K。

AD590的測(cè)溫范圍為-55℃～+150℃。

AD590的電源電壓范圍為4V～30V。AD590可以承受44V正向電壓和20V反向電壓。輸出電阻大于10MΩ。精度高。AD590共有I、J、K、L、M五檔，其中M檔精度最高，在-55℃～+150℃范圍內(nèi)，非線性誤差為±0.3℃。圖2-27AD590引腳排列第78頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.3.2集成溫度傳感器應(yīng)用2.電流輸出集成溫度傳感器AD590及應(yīng)用（2）AD590應(yīng)用圖2-28是AD590的基本連接方式。其中圖2-28(a)是簡(jiǎn)單連接方式，溫度的變化引起電流I的變化，通過(guò)電阻R1和R2轉(zhuǎn)換為電壓得到U0=1mV/K。圖2-28(b)中是最低溫度檢測(cè)電路，圖中將三個(gè)AD590串接（也可多于或少于三個(gè)），并通過(guò)一只10kΩ電阻取電壓，由于是串聯(lián)，所以流過(guò)電阻上的電流是由處于最低溫度的那一只AD590決定。因此從電阻上得到的電壓反映的只是最低溫度，其靈敏度為10mV/K。圖2-28(c)是檢測(cè)平均溫度的基本接法，將幾個(gè)AD590并聯(lián)，通過(guò)一只電阻取樣，可以得到不同AD590處的平均溫度。圖2-28AD590的基本連接方式第79頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.3.2集成溫度傳感器應(yīng)用2.電流輸出集成溫度傳感器AD590及應(yīng)用（2）AD590應(yīng)用圖2-29是典型的攝氏溫度檢測(cè)電路。其設(shè)計(jì)思想是利用運(yùn)算放大器的虛地概念，將AD590電流輸出支路與產(chǎn)生273.15的常數(shù)支路在虛地點(diǎn)疊加，從而將開(kāi)氏溫度轉(zhuǎn)換為攝氏溫度。圖中MC1403輸出2.5V電壓基準(zhǔn)，通過(guò)R1和RP1得到273.15μA電流在運(yùn)放反相輸入端與AD590在0℃時(shí)產(chǎn)生的273.15μA相互抵消，從而得到靈敏度為100mV/℃的攝氏溫度輸出。圖2-29AD590攝氏溫度檢測(cè)電路第80頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.3.2集成溫度傳感器應(yīng)用3.基于1-wire接口的數(shù)字溫度傳感器DS18B20及應(yīng)用圖2-30DS18B20引腳排列圖2-31DS18B20構(gòu)成的多點(diǎn)測(cè)溫電路第81頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.3.2集成溫度傳感器應(yīng)用4.基于SPI總線接口的智能溫度傳感器LM74及應(yīng)用圖2-32LM74引腳排列圖2-33LM74組成的溫度采集系統(tǒng)圖2-34溫度采集系統(tǒng)軟件流程圖

第82頁(yè)，課件共89頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.3.2集成溫度傳感器應(yīng)用5.基于I2C總線接口的智能溫度傳感器MAX6626及應(yīng)用MAX6626主要特性為：內(nèi)含溫度傳感器和12位A／D轉(zhuǎn)換器，測(cè)溫范圍是-55℃～+125℃，分辨力可達(dá)0.0625℃。在-40℃～+80范圍內(nèi)的測(cè)溫誤差小于或等于±3℃，完成一次溫度／數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換大約需要133ms。

帶I2C串行總線接口。串行時(shí)鐘頻率范圍0～400kHz。利用I2C總線地址選擇端(ADD)，可選擇4片MAX6626。當(dāng)被測(cè)溫度超過(guò)上限tH時(shí)，報(bào)警輸出端(OT)被激活。芯片既可工作在比較模式，亦可工作在中斷模式。MAX6626具有掉電模式，主機(jī)通過(guò)串行口將配置寄存器的DO置成高電平時(shí)，芯片就進(jìn)入此模式，這時(shí)除上電重啟動(dòng)電路和串行接口以外，其余電路均不工作。

利用內(nèi)部的故障排隊(duì)計(jì)數(shù)器，能防止出現(xiàn)誤報(bào)警現(xiàn)象。