溫度傳感器簡介和分類

溫度傳感器1溫度傳感器概述熱電偶的工作金屬熱電阻傳感器熱敏電阻集成溫度傳感器溫度傳感器應用實例2

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，溫度傳感器是應用最廣泛、發(fā)展最快的傳感器之一。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。34溫度：是反映物體冷熱狀態(tài)的物理參數(shù)。

溫度標志著物質(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)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！5國際單位制1960年10月十一屆國際計量大會確定了國際通用的國際單位制，簡稱SI制。SI制有七個基本單位：長度m、時間s、質(zhì)量kg、熱力學溫度（Kelvin溫度）K、電流單位A、光強度單位cd（坎德拉）、物質(zhì)量mol溫標為了保證溫度量值的準確和利于傳遞，需要建立一個衡量溫度的統(tǒng)一標準尺度。溫度不能直接測量，利用一些物質(zhì)的某些物性(諸如尺寸、密度、硬度、彈性模量、輻射強度等)隨溫度變化的規(guī)律，通過這些量來對溫度進行間接測量。溫標包括三個要素：測溫物質(zhì)及其測溫屬性、定標點、分度法。溫標：溫度的“標尺”——依據(jù)溫標就是測量一定的標準劃分的溫度標志，是一種人為的規(guī)定，或者叫做一種單位制。7經(jīng)驗溫標華氏溫標

1714年德國人華倫海特(Fahrenheit)以水銀為測溫介質(zhì)，制成玻璃水銀溫度計。按照華氏溫標，則水的冰點為32℉，沸點為212℉。8攝氏溫標

1740年瑞典人攝氏(Celsius)提出在標準大氣壓下，把水的冰點規(guī)定為0攝氏度，水的沸點規(guī)定為100攝氏度。攝氏溫度和華氏溫度的關(guān)系為

T

<℉>=9/5*t<℃>+32t<℃>=5/9*（T

<℉>-32）

9熱力學溫標熱力學溫標是由開爾文(Ketvin)在1848年提出的，以卡諾循環(huán)為基礎(chǔ)。熱力學溫標是國際單位制中七個基本物理單位之一。熱力學溫標為了在分度上與攝氏溫標相一致，把標準大氣壓下，絕對零度與水的三相點溫度分為273.16份，每份為1K(Kelvin)。t(℃)=T（K）-273.15K熱力學溫標10進行間接溫度測量使用的溫度傳感器，通常是由感溫元件部分和溫度顯示部分組成。溫度傳感器組成框圖11

隨物體的熱膨脹相對變化而引起的體積變化；蒸氣壓的溫度變化；電極的溫度變化熱電偶產(chǎn)生的電動勢；光電效應熱電效應介電常數(shù)、導磁率的溫度變化；物質(zhì)的變色、溶解；強性振動溫度變化；熱放射；熱噪聲。

溫度傳感器的物理原理12溫度傳感器應滿足的條件特性與溫度之間的關(guān)系要適中，并容易檢測和處理，且隨溫度呈線性變化；除溫度以外，特性對其它物理量的靈敏度要低；特性隨時間變化要??；重復性好，沒有滯后和老化；靈敏度高，堅固耐用，體積小，對檢測對象的影響要小；機械性能好，耐化學腐蝕，耐熱性能好；能大批量生產(chǎn)，價格便宜；無危險性，無公害等。13

接觸式溫度傳感器非接觸式溫度傳感器接觸式溫度傳感器的特點：傳感器直接與被測物體接觸進行溫度測量，由于被測物體的熱量傳遞給傳感器，降低了被測物體溫度，特別是被測物體熱容量較小時，測量精度較低。因此采用這種方式要測得物體的真實溫度的前提條件是被測物體的熱容量要足夠大。非接觸式溫度傳感器主要是利用被測物體熱輻射而發(fā)出紅外線，從而測量物體的溫度，可進行遙測。其制造成本較高，測量精度卻較低。優(yōu)點是：不從被測物體上吸收熱量、不會干擾被測對象的溫度場、連續(xù)測量不會產(chǎn)生消耗、反應快等。溫度測量傳感器的分類14

示溫涂料（變色涂料）裝滿熱水后圖案變得清晰可辨15變色涂料在電腦內(nèi)部溫度中的示溫作用低溫時顯示藍色溫度升高后變?yōu)榧t色16紅外溫度計17物理現(xiàn)象分類

體積熱膨脹

電阻變化溫差電現(xiàn)象導磁率變化電容變化壓電效應超聲波傳播速度變化物質(zhì)顏色P–N結(jié)電動勢晶體管特性變化可控硅動作特性變化熱、光輻射鉑測溫電阻、熱敏電阻熱電偶BaSrTiO3陶瓷石英晶體振動器超聲波溫度計示溫涂料液晶半導體二極管晶體管半導體集成電路溫度傳感器可控硅輻射溫度傳感器光學高溫計1.氣體溫度計2.玻璃制水銀溫度計3.玻璃制有機液體溫度計4.雙金屬溫度計5.液體壓力溫度計6.氣體壓力溫度計1．熱鐵氧體2．Fe-Ni-Cu合金18測溫范圍分類分類特征傳感器名稱測溫范圍超高溫用傳感器1500℃以上光學高溫計、輻射傳感器高溫用傳感器1000～1500℃光學高溫計、輻射傳感器、熱電偶中高溫用傳感器500～1000℃光學高溫計、輻射傳感器、熱電偶中溫用傳感器0～500℃★低溫用傳感器250～0℃晶體管、熱敏電阻、壓力式玻璃溫度計極低溫用傳感器-270～-250℃BaSrTiO3陶瓷

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