温传感器的作用及分类PPT学习教案

1、会计学1温传感器的作用及分类温传感器的作用及分类1热力学温标第2页/共93页第3页/共93页2国际实用温标第4页/共93页第5页/共93页第6页/共93页第7页/共93页第8页/共93页第9页/共93页T=t+273.15 Kt=T-273.15 m=1.8n+32n= 5/9 (m-32)第10页/共93页u 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；u 电极的温度变化u 热电偶产生的电动势；u 光电效应u 热电效应u 介电常数、导磁率的温度变化；u 物质的变色、融解；u 强性振动温度变化；u 热放射；u 热噪声。第11页/共93页第12页/共93页接触式温度传感器的特点

2、：（1）基于热平衡原理；测温元件必须与被测介质接触，在足够长的时间里，使两者处于同一热平衡状态，具有同一温度。（2）优点：简单、可靠、测量精度高，且技术成熟，种类多，选择余地大。（3）缺点：A.由于测温元件需要与被测介质接触后进行充分的热交换才能达到热平衡，因而产生滞后现象。B.受到耐高温材料的限制，接触式测温不能应用于很高温度的测量。第13页/共93页非接触式温度传感器的特点：（1）基于热辐射原理：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。（2）优点：A.由于测温元件不与被测介质接触，而是通过接收被测物体发出的辐射热来判断温度，可测量极高温。B.测温速度也较快；C.可对运动体进行

3、测量。（3）缺点： 由于它受被测对象到仪表间的距离、烟尘和水气等其它介质的影响，一般测温误差大。第14页/共93页物理现象 体积热膨胀 电阻变化温差电现象导磁率变化电容变化压电效应超声波传播速度变化物质 颜色PN结电动势晶体管特性变化可控硅动作特性变化热、光辐射种类铂测温电阻、热敏电阻热电偶BaSrTiO3陶瓷石英晶体振动器超声波温度计示温涂料 液晶半导体二极管晶体管半导体集成电路温度传感器可控硅辐射温度传感器 光学高温计1.气体温度计 2. 玻璃制水银温度计3.玻璃制有机液体温度计 4.双金属温度计5.液体压力温度计 6. 气体压力温度计1 热铁氧体 2 Fe-Ni-Cu合金第15页/共93

4、页 此外，还有微波测温温度传感器、噪声测温温度传感器、温度图测温温度传感器、热流计、射流测温计、核磁共振测温计、穆斯保尔效应测温计、约瑟夫逊效应测温计、低温超导转换测温计、光纤温度传感器等。这些温度传感器有的已获得应用，有的尚在研制中。第16页/共93页第17页/共93页第18页/共93页第19页/共93页001ttaRRt001ttaRRttRRttRRRt000011tRS第20页/共93页第21页/共93页第22页/共93页第23页/共93页第24页/共93页第25页/共93页 2143432143214132RRRRRRRRRRRRRRRRREIgg MRRRREIg4132 第26页

5、/共93页 MRRRREIg4132 4132RRRR 1441132RRRRRRR TRIRMERIgg 114,即即第27页/共93页第28页/共93页第29页/共93页rRRRRRRt 112132第30页/共93页tRtIUR rRRIRIVttr22 tRRrRVV 且且 rRRIrRIVtVRt22 IItR 02 rI第31页/共93页IItR 02 rI第32页/共93页第33页/共93页第34页/共93页2.热敏电阻的特性参数第35页/共93页2512525tRRT%1001dTdRRTTm第36页/共93页 时间常数就是表征热敏电阻值热惯性大小的参数。 其数值等于热敏电阻在

6、零功率测量状态下，当环境温度突变时，热敏电阻的阻值从起始值变化到最终变化量的63时所需的时间。第37页/共93页第38页/共93页第39页/共93页第40页/共93页第41页/共93页第42页/共93页TBRRTexp0TBRRT0lnlnTRT1ln第43页/共93页212111lnlnTTRRBTBRRT0lnlnTBRRTexp0220000expexp1expexp11TBTBTBRTBRTBRdTdTBRdTdRRTTT 第44页/共93页21TBdTdRRTTTTTBIRIRUTT00exp第45页/共93页第46页/共93页第47页/共93页第48页/共93页ATRRTexp0第

7、49页/共93页%100expexp1expexp110000AAATRATRATRdTdATRdTdRRTTTATRRTexp0第50页/共93页%1001AdTdRRTTTBTART第51页/共93页%10011BTABBTAdTdBTAdTdRRTTT第52页/共93页第53页/共93页热电偶原理图TT0AB热端冷端第54页/共93页热电偶原理图TT0AB热端冷端ABT 000,TETEdTTTEABABTTTABAB第55页/共93页接触电势原理图+ABTeAB(T)-第56页/共93页接触电势原理图+ABTeAB(T)- 第57页/共93页BAABnneTkTeln)(0接触电势的大

8、小与温度高低及导体中的电子密度有关。接触电势原理图+ABTeAB(T)-第58页/共93页AeA(T,To)ToT温差电势原理图abE第59页/共93页AeA(T,To)ToT温差电势原理图abE 第60页/共93页eA(T，T0)导体A两端温度为T、T0时形成的温差电动势；T，T0高低端的绝对温度； A汤姆逊系数，表示导体A两端的温度差为1时所产生的温差电动势，例如在0时，铜的 =2V/。dTTTeTTAA0),(0AeA(T,To)ToT温差电势原理图abE第61页/共93页 TnTneTkBAln0000lnTnTneTkBAdTTTBA0)(),(),()()(),(0000TTeTT

9、eTeTeTTEBAABABABnA(T)、nA(T0)导体A在结点温度为T和T0时的电子密度；nB(T)、nB(T0)导体B在结点温度为T和T0时的电子密度；A 、 B导体A和B的汤姆逊系数。T0TeAB(T)eAB(T0)eA(T,T0)eB(T,T0)AB第62页/共93页 00000000000000000lnlnlnlnTETEdTTnTnqTkdTTnTnqTkdTdTTnTnqTkTnTnqTkABABTABBATABBATABTABBABA TnTneTkBAln0000lnTnTneTkBAdTTTBA0)(),(),()()(),(0000TTeTTeTeTeTTEBAAB

10、ABAB第63页/共93页 00,TETETTEABABABT0eA(T,T0)eB(T,T0)AB0),(),(),(0000TTTBABAABdTTeTTeTTE 0lnln00000TnTnqTkTnTnqTkBABA第64页/共93页T0eA(T,T0)eB(T,T0)AB 0),(),(),(0000 TTTBABAABdTTeTTeTTE T0TeAB(T)eAB(T0)AB000dTdTTTBTTA第65页/共93页T0TeAB(T)eAB(T0)AB 0lnln)()(),(00000TnTnekTTnTnekTTeTeTTEBABAABABAB 00,TETETTEABABA

11、B第66页/共93页 00,TETETTEABABAB 两种均质金属组成的热电偶的电势大小与热电极的直径、长度及沿热电极长度方向上的温度分布无关，只与热电极材料和温度有关。1. 均质导体定律 如果材质不均匀，则当热电极上各处温度不同时，将产生附加热电势，造成无法估计的测量误差，因此，热电极材料的均匀性是衡量热电偶的重要指标之一。第67页/共93页第68页/共93页 dTTnTnqTkTnTnqTkTTETTABBABAAB0000000lnln),( dTTnTnqTkTnTnqTkTTETTACCACAAC0000000lnln),( dTTnTnqTkTnTnqTkTTETTBCCBCBB

12、C0000000lnln),(第69页/共93页第70页/共93页 TTABCABCABABCdTTeTeTeTTE0000),(0),(0000000TTABCABCABTTABCdTTeTeTeTTE第71页/共93页 0),(0000000TTABCABCABTTABCdTTeTeTeTTE ),(),(0000TTEdTTeTeTTEABTTABABABABC000TeTeTeABCABC第72页/共93页第73页/共93页第74页/共93页 nABABABTETETTEn, 00,TETETTEABnABnAB 0000,TTETETETETETETETTETTEABABABABnA

13、BnABABnABnAB第75页/共93页第76页/共93页第77页/共93页第78页/共93页第79页/共93页0 ,0 ,0 ,00000TETETTETTETETTEeABABABABABAB0 ,0 ,000TETTEeTTETEABABABAB第80页/共93页 2143432143214132RRRRRRRRRRRRRRRRREIgg 第81页/共93页 2143432143214132RRRRRRRRRRRRRRRRREIgg 12143432143214132RRRRRRRRRRRRRRRRRERIUgggg 第82页/共93页 12143432143214132RRRRRRRRRRRRRRRRRERIUgggg 43214132434212RRRRRRRRERRRRRREUg 第83页/共93页 4321224343421211/RRRRRRRRRRERRRRRRRREUg 221RRnnEUg 第84页/共93页第85页/共93页 00,TETETTEABABAB 第86页/共93页第87页/共93页第88页/共93页MCLABRRRTTEI0,第