温度传感器分类与特点

1、传感器应用技术课程Classification and characteristicsof temperature sensors温度传感器分类与特点课程组: 梁长垠、宋荣、苏全、韩君、张胜宇、贾方亮、梁召峰、晏凯 Sensors application technology1.1 温度传感器定义1.2 温度传感器要求1.3 温度传感器分类1.4 温度传感器特性课程内容 Course Contents1.1 温度传感器定义1.2 温度传感器要求1.3 温度传感器分类1.4 温度传感器特性课程内容 Course Contents1.11.1 温度传感器定义温度传感器是一种将温度变化转换为电量变化

2、的传感器，它利用感温元件的电参量随温度变化的特性，通过测量电路电信号变化来检测温度。具体来说，就是将温度变化转化为电路变化并输出的装置。例如，将温度变化转化为电阻、电势、磁导等变化，再通过适当的测量电路就可以将这些点参数的变化来表达所测温度的变化。定义：1.11.1 温度传感器定义物理原理：u 随物体的热膨胀相对变化而引起的体积变化；随物体的热膨胀相对变化而引起的体积变化；u 蒸气压的温度变化；蒸气压的温度变化；u 电极的温度变化电极的温度变化u 热电偶产生的电动势；热电偶产生的电动势；u 光电效应光电效应u 热电效应热电效应u 介电常数、导磁率的温度变化；介电常数、导磁率的温度变化；u 物质

3、的变色、融解；物质的变色、融解；u 强性振动温度变化；强性振动温度变化；u 热放射；热放射；u 热噪声。热噪声。1.1 温度传感器定义1.2 温度传感器要求1.3 温度传感器分类1.4 温度传感器特性课程内容 Course Contents1.21.2 温度传感器要求作为温度传感器应满足的条件如下：l 特性与温度之间的关系要适中，并容易检测和处理，且随温度呈线性变化；l 除温度以外，特性对其它物理量的灵敏度要低；l 特性随时间变化要小；l 重复性好，没有滞后和老化；l 灵敏度高，坚固耐用，体积小，对检测对象的影响要小；l 机械性能好，耐化学腐蚀，耐热性能好；l 能大批量生产，价格便宜；l 无危

4、险性，无公害等。1.1 温度传感器定义1.2 温度传感器要求1.3 温度传感器分类1.4 温度传感器特性课程内容 Course Contents1.31.3 温度传感器分类温度传感器种类繁多，分类方法各异，通常情况下：温度传感器接触式温度传感器非接触式温度传感器接触式温度传感器特点：传感器直接与被测物体接触，由于被测物体的热量传递给传感器，降低了被测物体温度，特别是被测物体热容量较小时，测量精度较低。例如：热电阻、热敏电阻、热电偶等。非接触式温度传感器主要是利用被测物体热辐射而发出红外线，从而测量物体的温度，可进行遥测。其制造成本较高，测量精度却较低。优点是：不从被测物体上吸收热量；不会干扰被

5、测对象的温度场；例如：辐射高温计、辐射高温计等。1.31.3 温度传感器分类物物理理现现象象 体积热膨胀体积热膨胀 电阻变化电阻变化温差电现象温差电现象导磁率变化导磁率变化电容变化电容变化压电效应压电效应超声波传播速度变化超声波传播速度变化物质物质 颜色颜色PN结电动势结电动势晶体管特性变化晶体管特性变化可控硅动作特性变化可控硅动作特性变化热、光辐射热、光辐射种种类类铂测温电阻、热敏电阻铂测温电阻、热敏电阻热电偶热电偶BaSrTiO3陶瓷陶瓷石英晶体振动器石英晶体振动器超声波温度计超声波温度计示温涂料示温涂料 液晶液晶半导体二极管半导体二极管晶体管半导体集成电路温度传感器晶体管半导体集成电路温

6、度传感器可控硅可控硅辐射温度传感器辐射温度传感器 光学高温计光学高温计1.气体温度计气体温度计 2. 玻璃制水银温度计玻璃制水银温度计3.玻璃制有机液体温度计玻璃制有机液体温度计 4.双金属温度计双金属温度计5.液体压力温度计液体压力温度计 6. 气体压力温度计气体压力温度计1. 热铁氧体热铁氧体 2. Fe-Ni-Cu合金合金1.1 温度传感器定义1.2 温度传感器要求1.3 温度传感器分类1.4 温度传感器特性课程内容 Course Contents1.41.4 温度传感器特性分 类特 征传 感 器 名 称测温范围宽、输出小测温电阻器、晶体管、热电偶、可控硅、半导体集成电路传感器、石英晶体

7、振动器、压力式温度计、玻璃制温度计线性型测温范围窄、输出大热敏电阻指数型函数开关型特性特定温度、输出大感温铁氧体、双金属温度计 测 温 特 性1.41.4 温度传感器特性热电偶、测温电阻器、热敏电阻、感温铁氧体、石英晶体振动器、双金属温度计、压力式温度计、玻璃制温度计、辐射传感器、晶体管、二极管、半导体集成电路传感器、可控硅分 类特 征传 感 器 名 称超高温用1500以上光学高温计、辐射传感器高温用10001500光学高温计、辐射传感器、热电偶中高温用5001000光学高温计、辐射传感器、热电偶中温用0500低温用-2500极低温用-270-250BaSrTiO3陶瓷晶体管、热敏电阻、压力式玻璃温度计见表下内容 测 温 范 围1.41.4 温度传感器特性分 类特 征传 感 器 名 称测定精度0.10.5铂测温电阻、石英晶体振动器、玻璃制温度计、气体温度计、光学高温计温度标准用测定精度0.55热电偶、测温电阻器、热敏电阻、双金属温度计、压力式温度计、