温度检测及传感器应用ppt课件.ppt

第二章温度检测及传感器应用,1,项目3温度检测及传感器使用技能训练,电冰箱冷藏室温度一般都保持在5以下，利用NTC热敏电阻设计的电冰箱温度超标指示器电路如图,任务1制作电冰箱温度超标指示器,2,1电路分析,电路由热敏电阻Rt和做比较器用的运算放大器IC等元器件组成。运算放大器IC反相输入端加有R1和热敏电阻Rt的分压电压，该电压随电冰箱冷藏室温度的变化而变化。,项目3温度检测及传感器使用技能训练,3,2NTC热敏电阻的选择,Rt是一种NTC热敏电阻，它是一种温度传感器，是唯一一种其电阻值能够根据电冰箱冷藏室温度变化而变化的元件。因此，任务1实施的关键是要选择一种合适的热敏电阻。,项目3温度检测及传感器使用技能训练,4,3制作步骤,（1）准备元器件。绘制印制电路板（PCB）或者直接选择面包板，选择玻封型NTC热敏电阻与电子元器件，导线若干。（2）准备工具。电烙铁、万用表、515V可调直流稳压电源、1级精度温度表。（3）电路装配。（4）接通电源，调试。注意：稳压电源调至9V输出，NTC热敏电阻暂用510k电阻代替，检查电路板工作是否正常。如正常，进行下一步；如不正常，用万用表检查故障点，并排除之。（5）安装NTC热敏电阻，调节电位器RP，观察和记录报警温度，进行电路参数和温度超标指示器工作结果分析。,项目3温度检测及传感器使用技能训练,5,项目4温度传感器知识学习,温度与温标,1温度,温度是表征物体冷热程度的物理量。温度的概念是以热平衡为基础的。如果两个相接触物体的温度不相同，它们之间就会产生热交换，热量将从温度高的物体向温度低的物体传递，直到两个物体达到相同的温度为止。,6,项目4温度传感器知识学习,2温标,（1）摄氏温标,（2）华氏温标,（3）热力学温标,（4）国际实用温标。,7,项目4温度传感器知识学习,温度的测量方法与温度传感器,8,项目4温度传感器知识学习,热敏电阻,1热敏电阻种类及性能,（1）NTC：电阻值随温度的升高而降低（负温度系数热敏电阻器）,（2）PTC：电阻值随温度升高而升高（正温度系数热敏电阻器）,（3）CTR：具有正负温度系数特性，但在某一温度范围电阻值发生巨大变化（突变型温度系数热敏电阻器）,9,2热敏电阻的主要技术指标,标称电阻值（R25）：热敏电阻器在25时的电阻值。多数厂商在热敏电阻出厂时会给出在25时电阻值。温度系数：指温度变化导致电阻的相对变化。温度系数越大，热敏电阻对温度变化反应越灵敏。时间常数：温度变化时，热敏电阻的阻值变化到最终值63.2%时所需的时间。额定功率：允许热敏电阻正常工作的最大功率。温度范围：允许热敏电阻正常工作，且输出特性没有变化的温度范围。,项目4温度传感器知识学习,10,项目4温度传感器知识学习,3热敏电阻的应用,（1）用热敏电阻测温。（2）热敏电阻用于温度补偿。（3）热敏电阻用于温度控制。,11,项目4温度传感器知识学习,热电阻传感器,1常用热电阻,（1）铂热电阻。,（2）铜热电阻。,12,项目4温度传感器知识学习,2热电阻传感器结构,（1）普通热电阻传感器结构。,13,项目4温度传感器知识学习,（2）铠装热电阻传感器结构。,14,项目4温度传感器知识学习,（3）薄膜与厚膜型铂热电阻传感器结构。,15,项目4温度传感器知识学习,3热电阻的测量电路,热电阻的测量电路常采用惠斯通电桥电路。,16,项目4温度传感器知识学习,4三线制、四线制实际测量接线图,17,项目4温度传感器知识学习,热电偶传感器,1热电效应,两种不同材料的导体A和B组成的闭合回路，当两个导体的接点温度不相同时，回路中将产生电动势，这种物理现象称为热电效应。,两种不同材料的导体所组成的回路称为“热电偶”，组成热电偶的导体称为“热电极”，热电偶所产生的电动势称为热电势。,18,热电偶原理图,项目4温度传感器知识学习,19,项目4温度传感器知识学习,20,项目4温度传感器知识学习,由上式可以得出下列几个结论：,21,项目4温度传感器知识学习,2中间导体定律,1表棒；2磷铜接插件；3漆包线动圈表头；HNi镍黄铜；QSn锡磷青铜；Sn焊锡；NiMn镍锰铜电阻丝；Cu紫铜导线,22,项目4温度传感器知识学习,3热电偶的种类,23,项目4温度传感器知识学习,4热电偶的结构,（1）装配型热电偶。,24,普通型热电偶在管道中的安装方法,项目4温度传感器知识学习,25,项目4温度传感器知识学习,（2）铠装热电偶。,26,项目4温度传感器知识学习,（3）薄膜热电偶。,1工作端；2热电板；3绝缘基板；4引脚接头；5引出线（相同材料的热电偶）,27,项目4温度传感器知识学习,5热电偶使用方法,（1）采用补偿导线。,28,项目4温度传感器知识学习,补偿导线选择。,29,项目4温度传感器知识学习,接点连接。热电偶接线端两个接点尽可能近一些，尽量保持两个接点温度一致。使用长度。因为热电偶的热电势很低，为微伏级，如果使用的距离过长，信号的衰减和环境中强电的干扰耦合，足可以使热电偶的信号失真，造成测量和控制不准确。根据经验，通常使用热电偶补偿导线的长度控制在15m内比较好。如果超过15m，建议使用温度变逆器传送信号。布线。补偿导线一定要远离动力线和干扰源。在避免不了穿越时，也尽可能采用交叉方式，不要平行。,30,（2）冷端温度补偿的方法。,冷端恒温法。,计算修正法。,仪表机械零点调整法。,电桥补偿法。,项目4温度传感器知识学习,31,项目4温度传感器知识学习,（3）与温度仪表连接方法。,32,项目4温度传感器知识学习,6应用举例,（1）金属表面温度的测量。,33,项目4温度传感器知识学习,（2）炉温测控系统。,34,项目4温度传感器知识学习,（3）利用热电偶监测燃气热水器的火焰。,35,项目4温度传感器知识学习,基于1-WIRE总线的DS18B20型智能温度传感器,1DS18B20引脚,（1）单线接口方式，可实现双向通信。（2）支持多点组网功能，多个DS18B20可并联在单一总线上实现多点测温。（3）使用中不需要任何外围器件，测量结果以9位数字量方式串行传送。（4）温度范围：-55125。（5）电源电压范围：+3+5.5V。,36,项目4温度传感器知识学习,2DS18B20测温原理,37,项目4温度传感器知识学习,3DS18B20内部电路,38,项目4温度传感器知识学习,4DS18B20连接方法,39,项目4温度传感器知识学习,5MCS-51单片机的DS18B20编程方法,DS18B20内部自带5个ROM指令、6条专用指令，ROM指令为：ReadROM（33H）：读ROMMatchROM（55H）：比较SkipROM（CCH）：跳过ROMSeachROM（F0H）：搜索、查找AlarmROM（ECH）