其它电阻传感器.ppt

2020/5/22,1,测温热电阻传感器,一、金属热电阻,工作原理：温度升高，金属内部原子晶格的振动加剧，从而使金属内部的自由电子通过金属导体时的阻碍增大，宏观上表现出电阻率变大，电阻值增加，我们称其为正温度系数，即电阻值与温度的变化趋势相同。,按热电阻性质不同可分为：金属热电阻（热电阻）和半导体热电阻（称热敏电阻）。,2020/5/22,2,取一只100W/220V灯泡，用万用表测量其电阻值，可以发现其冷态阻值只有几十欧姆，而计算得到的额定热态电阻值应为484。,2020/5/22,3,易提纯、复现性好的金属材料才可用于制作热电阻,2020/5/22,4,热电阻的主要技术性能,2020/5/22,5,薄膜型及普通型铂热电阻,2020/5/22,6,小型铂热电阻,2020/5/22,7,防爆型铂热电阻,2020/5/22,8,汽车用水温传感器及水温表,铜热电阻,2020/5/22,9,学习查“铂热电阻分度表”,附录铂热电阻分度表,2020/5/22,10,热电阻的阻值Rt与温度t的关系可用下面的表达式：,：热电阻在温度t时的电阻值,：热电阻在零摄氏度时的电阻值,A、B、C、D：温度系数,电阻与温度成非线性，可查表得到,或,：温度系数,2020/5/22,11,热敏电阻,热敏电阻有负温度系数（NTC）和正温度系数（PTC）之分。NTC又可分为两大类：第一类用于测量温度，它的电阻值与温度之间呈严格的负指数关系。空调、电热水器测温。第二类为突变型（CTR）。当温度上升到某临界点时，其电阻值突然下降。显像管灯丝回路中串联一个突变型NTC。,2020/5/22,12,PTC电阻是在钛酸钡中掺入其他金属离子。非线性的：起限流、保护作用。如：电视机显像管的消磁线圈上串联一个PTC热敏电阻。接近线性：掺入大量杂质的Si单晶。,五根曲线分别为哪一种热敏电阻？,2020/5/22,13,热敏电阻的外形、结构及符号,a）圆片型热敏电阻b）柱型热敏电阻c）珠型热敏电阻d）铠装型e）厚膜型f）图形符号1热敏电阻2玻璃外壳3引出线4紫铜外壳5传热安装孔,2020/5/22,14,热敏电阻外形,MF12型NTC热敏电阻,聚脂塑料封装热敏电阻,2020/5/22,15,其他形式的热敏电阻,玻璃封装NTC热敏电阻,MF58型热敏电阻,2020/5/22,16,其他形式的热敏电阻,带安装孔的热敏电阻,大功率PTC热敏电阻,2020/5/22,17,非标热敏电阻,2020/5/22,18,热敏电阻体温表,2020/5/22,19,热敏电阻用于CPU的温度测量,（参考小熊在线公司资料）,2020/5/22,20,热敏电阻用于电热水器的温度控制,2020/5/22,21,气敏电阻,气敏电阻品种繁多，主要有可测量还原性气体的MQN型和测量氧气浓度的TiO2气敏电阻两大类。,气敏电阻传感器可以把某种气体的成分、浓度等参数转换成电阻变化量，再转换为电流、电压信号。,一、还原性气体传感器所谓还原性气体就是在化学反应中能给出电子，化学价升高的气体。还原性气体多数属于可燃性气体，例如石油蒸气、酒精蒸气、甲烷、乙烷、煤气、天然气、氢气等。,2020/5/22,22,测量还原性气体的气敏电阻一般是用SnO2、ZnO或Fe2O3等金属氧化物粉料添加少量铂催化剂、激活剂及其它添加剂，按一定比例烧结而成的半导体器件。,MQN型气敏半导体器件是由塑料底座、电极引线、不锈钢网罩、气敏烧结体以及包裹在烧结体中的两组铂丝组成。一组铂丝为工作电极，另一组（下图中的左边铂丝）为加热电极兼工作电极。气敏电阻工作时必须加热到200300，其目的是加速被测气体的化学吸附和电离的过程并烧去气敏电阻表面的污物（起清洁作用）。,2020/5/22,23,图2-24MQN型气敏电阻结构及测量电路,a）气敏烧结体b）气敏电阻外形c）基本测量转换电路1引脚2塑料底座3烧结体4不锈钢网罩5加热电极6工作电极7加热回路电源8测量回路电源,2020/5/22,24,气敏电阻外形,酒精传感器,其他可燃性气体传感器,2020/5/22,25,酒精测试仪,呼气管,2020/5/22,26,家庭用煤气报警器,2020/5/22,27,家庭用液化气报警器,2020/5/22,28,一氧化碳传感器,2020/5/22,29,其他气体传感器,NH3传感器,甲烷传感器,2020/5/22,30,二、二氧化钛氧浓度传感器,半导体材料二氧化钛（TiO2）属于N型半导体，对氧气十分敏感。其电阻值的大小取决于周围环境的氧气浓度。当周围氧气浓度较大时，氧原子进入二氧化钛晶格，改变了半导体的电阻率，使其电阻值增大。,2020/5/22,31,TiO2氧浓度传感器结构及测量转换电路,a）结构b）测量转换电路,1外壳（接地）2安装螺栓3搭铁线4保护管5补偿电阻6陶瓷片7TiO2氧敏电阻8进气口9引脚,2020/5/22,32,二氧化钛气敏电阻与补偿热敏电阻同处于陶瓷绝缘体的末端。当氧气含量减小时，RTiO2的阻值减小，Uo增大。在图b中，与气敏电阻串联的热敏电阻Rt起温度补偿作用。当环境温度升高时，TiO2气敏电阻的阻值会逐渐减小，只要Rt也以同样的比例减小，根据分压比定律，Uo不受温度影响，减小了测量误差。TiO2气敏电阻必须在上百度高温下工作。契合之类的燃烧器刚启动时无法工作。必须在TiO2气敏电阻外面套一个加热电阻丝。,2020/5/22,33,氧浓度传感器外形,可用于汽车尾气测量,2020/5/22,34,汽车尾气分析,2020/5/22,35,有毒气体传感器的使用,2020/5/22,36,湿敏电阻传感器,绝对湿度：是指大气中水汽的密度，即每一立方米大气中所含水汽的质量(克数)。相对湿度：是大气中实有水汽压与当时温度下饱和水汽压的百分比，是日常生活中常用来表示湿度大小的方法。当相对湿度达100%时，称饱和状态。,湿敏电阻的原理：水是一种强极性的电解质。水分子极易吸附于固体表面并渗透到固体内部，引起半导体的电阻值降低，因此可以利用多孔陶瓷、三氧化二铝等吸湿材料制作湿敏电阻。,2020/5/22,37,露点,降低温度会产生结露现象。露点与农作物的生长有很大关系，结露也严重影响电子仪器的正常工作，必须予以注意。,测量露点的仪器,2020/5/22,38,水蒸气的凝结将给仪器设备带来各种危害,2020/5/22,39,湿度对电子元件的影响,当环境的相对湿度增大时，物体表面就会附着一层水膜，并渗入材料内部。这不仅降