第二章 温度传感器(课件）-高二《传感器电路制作与调试项目教程》同步教学（电子工业版）

传感器电路制作与调试项目教程 第3版 第二章 温度传感器 www.515ppt.com 温标 热电阻 热电偶 热敏电阻 集成式温度传感器 热膨胀式温度传感器 应用电路分析 www.515ppt.com 温标 www.515ppt.com 什么是温标 www.515ppt.com 一、什么是温标 温标 为了保证温度量值的统一，人们建立一个衡量温度高低的标准尺度称为温标。它规定了温度读数的起点（零点）以及温度的单位。常用的温标有三个：摄氏温标、华氏温标、热力学温标。 温标 3 种温标 摄氏温标 华氏温标 灵活运用 摄氏温标是把在标准大气压下冰的熔点定位零摄氏度，把水的沸点定位100摄氏度，在这两个温度点间划分100等份，每一等份为1摄氏度。符号为t，单位为℃ 华氏温标是人们规定在标准大气压下冰的熔点定位32华氏度，把水的沸点定位212华氏度，在这两个温度点间划分180等份，每一等份为1华氏度。符号为θ，单位为℉。 国际单位制中，以热力学温标作为基本温标。它做定义的温度称为热力学温度，符号为T，单位为开尔文（K）。 开氏温标和摄氏温标的换算：T/K=t/℃+273.15 二、温标的种类 www.515ppt.com 思考题 观察下图所示三种温度计，试找出36.6℃所对应的华氏温度及热力学温度值。 思考题 第1章 www.515ppt.com 热电阻 www.515ppt.com 热电阻 铂热电阻 铜热电阻 热电阻 一、铂热电阻 用铂制作的测温电阻叫做铂热电阻。铂电阻具有稳定性好、抗氧化能力强、测温精度高等特点，所以在温度传感器中得到了广泛应用。铂电阻的应用范围为（-200-850）℃。 在-200～0℃范围内，铂电阻的电阻—温度特性方程是 在0～850℃范围内，铂电阻的电阻—温度特性方程是 热电阻 我国规定工业用铂电阻有R0=10Ω和R0=100Ω两种，它们的分度号分别为Pt10和Pt100，其中R0=10Ω的铂电阻的感温原件是用较粗的铂丝绕制而成，耐温性能明显优于R0=100Ω的铂电阻，主要用于650℃以上的测温区，而R0=100Ω的铂电阻主要用于650℃以下的测温区，相对来说Pt100为常用。 一、铂热电阻 热电阻 二、铜热电阻 用铜制作的测温电阻叫做铜热电阻（铜电阻）。相对于铂来说铜价格低廉，因此在精度要求不高的场合和测温范围较小时，普遍使用铜电阻。铜电阻的应用范围为-50～150℃。 铜电阻的电阻—温度特性是近似的线性关系 由于α2、α3比α1小得多，所以可以简化为 热电阻 铜电阻的R0分度号为Cu50表示R0=50Ω，Cu100表示R0=100Ω。由于铜的电阻率比铂小，而且在空气中容易被氧化，故不适宜在高温和腐蚀性介质下工作。 二、铜热电阻 热敏电阻 www.515ppt.com 热敏电阻 3 种 NTC(负温度系数热敏电阻) PTC(正温度系数热敏电阻) CTR(临界温度系数热敏电阻) 通常所说的热敏电阻器指的就是这种负温度系数的热敏电阻器。其特性是，温度越高，其阻值越小；温度越低，其阻值越高，呈现负温度系数的特性。 正温度系数热敏电阻通常是在钛酸钡陶瓷中加入施主杂质烧结而成的。其特性是，温度越高，其阻值越大；温度越低，其阻值越小，呈现正温度系数的特性。 正突变：温度上升时，电阻缓慢变化，当温度升高到某一温度时，电阻突然增大，相当于开关的“开”状态。负突变：温度上升时，电阻缓慢变化，当温度升高到某一温度时，电阻突然减小，相当于开关的“关”状态。 一、热敏电阻种类 www.515ppt.com 热敏电阻 一、热敏电阻种类 热敏电阻 二、热敏电阻的应用 温度补偿 温度控制 温度测量 热敏电阻一般结构简单，价格较低廉。密封的热敏电阻不怕湿气的侵蚀，可以应用在较恶劣的环境下。热敏电阻可以在长达几千米的远距离测温中应用，测量电路多采用电桥电路。 热敏电阻可在一定范围内对某些元件进行温度补偿。例如，动圈式表头中动圈由钢线绕制而成。温度升高，电阻增大，引起测量误差。可在动圈回路中串入由负温度系数热敏电阻组成的电阻网络，从而抵消由于温度变化所产生的误差。 将CTR热敏电阻埋设在被测物中，并与继电器串联，给电路加上恒定电压。当周围介质温度升到某一数值时，电路中的电流可由十分之几毫安变为几十毫安，因此继电器动作从而实现温度控制或过热保护。 热电偶 www.515ppt.com 热电偶 一、工作原理 工作原理是基于热电效应。两种不同的导体（或半导体）A和B组成一个闭合电路，如果它们两个接点的温度不同，则在回路中产生电动势，并有电流通过，这种把热能转换成电能的现象称为热电效应。 产生的电动势称为热电动势，A、B两导体称为热电极，T端称为测量端或工作端或热端，T0端称为参考端或参比考端或冷端，温差越大，产生的热电动势也越