模块二 温度检测（课件）- 《传感器与检测技术应用》同步教学（人民邮电版）

模块二 温度检测 学习目标 热敏电阻的测温原理及应用 金属热电阻的测温原理及应用 热电偶的测温原理及应用 2 课题一 金属热电阻测温 一、基础知识 1、金属热电阻的测温原理 热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的，即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。 2、材料特性 应用最广的铜、铂两种材料，如铂热电阻为Pt10和Pt100 ；铜热电阻为Cu50和Cu100 4 3、热电阻外形结构 普通型热电阻 铠装热电阻 5 4、热电阻的连接方式 （1）二线制：简单，精度低 （2）三线制：精度较高，能消除引线的影响 （3）四线制：精度高，能消除引线的影响 三线制接法 四线制接法 6 二、课题实施—金属电阻测温 1、训练目的 （1）熟悉金属热电阻的二线制接线方式； （2）熟悉金属热电阻的外形和测温转换原理； （3）掌握金属热电阻的测温方法。 2、训练设备 12V直流电压、放大器、电阻若干，可调电阻、pt100、万用表。 7 3、训练步骤 （1）学习热电阻的测温原理 8 （2）连接测温电路 （3）调节电阻Rp 9 三、课题小结 （1）理解测温传感器的原理； （2）了解金属热电阻的外形结构； （3）重点掌握金属热电阻的连接方式。 10 课题二 热敏电阻测温 一、基础知识 1、原理与特性 热敏电阻是利用电阻值随温度变化的特性而制成的，分为负温度系数热敏电阻（NTC）、正温度系数热敏电阻（PTC）和临界温度系数热敏电阻（CTR）。 2、热敏电阻材料特性 NTC：主要材料为Mn、Ni、Co、Fe、Cu、 Al2O3等，用于温度测量、温度补偿与限流。 PTC：主要材料是BaTiO3等，用于温度开关、恒温发热、防浪涌等 CTR：主要材料为氧化钒等，用于温度开关、记忆、延迟等 12 3、热敏电阻的外形结构 热敏电阻实物图 13 4、热敏电阻的基本应用电路 （a）并联方式 （b）桥接方式 （c）与比较器组合电路 c）热敏电阻与比较器组合的电路 图2.8 热敏电阻的基本连接方式 14 二、课题实施—热敏电阻测温 1、训练目的 （1）认识热敏电阻的特性； （2）熟悉热敏电阻的四线制接法； （3）掌握热敏电阻的测温方法。 2、训练设备 15 3、训练步骤 （1）学习热敏电阻的测温电路 （2）安装热敏电阻 （3）电路连接 （4）测量并记录 （5）绘制特性曲线图 16 三、课题小结 （1）理解和掌握热敏电阻测温的方法； （2）了解基本结构和工作原理； （3）掌握热敏电阻的接线方式和转换电路。 17 课题三 热电偶测温 一、基础知识 1、工作原理 将两种不同材料A、B的导体或半导体的一端铰接或焊接在一起，就构成了热电偶 。热电偶是以热电效应为基础，将温度变化转换为热电势变化来实现温度的测量。 19 2、有关热电偶回路的几点结论 （1）若组成热电偶回路的两种导体相同，则无论两接点温度如何，热电偶回路内的总热电势为零。 （2）若热电偶两接点温度相同，则无论导体由何种材料制成，热电偶回路内的总热电势为零。 （3）热电偶的热电势只与接点的温度有关，与导体的中间温度分布无关。 20 3、热电偶类型 铂铑－铂热电偶用于测量较高的温度； 镍铬－镍铝（镍铬－镍硅）热电偶是贵重金属热电偶中最稳定的一种，用途很广，线性较好，热电势较大； 铜－康铜热电偶用于较低温度测量，具有较好的稳定性，尤其在0～100℃范围内，误差小于0.1℃。 21 4、热电偶的结构形式 热电偶的结构形式较多，应用最广泛的主要有普通型热电偶及铠装热电偶。 热电偶实物图 22 5、热电偶与仪表的连接 热电偶的两个触点中，一个为热端或工作端；另一个为冷端。 对热电偶补偿 23 二、课题实施—热电偶校准 1、训练目的 （1）理解热电偶的测温原理； （2）了解校准热电偶温度计的基本方法； （3）认识热电偶外形。 2、训练设备 热电偶、标准热电偶、电位差计、电炉等 24 3、训练步骤 （1）了解什么是热电偶校准——两种常见方法：比较法和固定点法。 （2）连接电路 （3）电位差计校准 （4）测量电势并绘制校准曲线 25 三、课题小结 （1）了解热电偶的工作原理及结构； （2）理解热电偶的测温方法。 26 模块总结 介绍了3种常见的测温传感器的原理、结构及转换电路； 重点是如何应用测温传感器进行温度测量，并能够熟悉其相应外部接线方式及信号处理转换电路 27 作业