传感器原理及应用 第4版 课件 2-温度及其他环境量传感器

温度及其他环境量传感器温度传感器温度传感器温度传感器温度传感器测温方式温度计种类测温范围/℃优点缺点接触式膨胀式压力式玻璃液体-50～600结构简单，使用方便，测量准确，价格低廉测量上限和精度受玻璃质量限制，不能记录和远传双金属-80～600结构简单紧凑，牢固可靠精度低，量程和使用范围有限液体气体蒸汽-30～600-20～3500～250耐震、坚固、防爆，价格低廉精度低，测温距离短，滞后大热电偶铂铑-铂镍铬-镍铝镍铬-考铜0～16000～9000～600测温范围广，精度高，便于远距离、多点、集中测量和自动控制需冷端温度补偿，低温段测量精度较低热电阻铂电阻铜电阻-200～500-50～150-50～300测量精度高，便于远距离、多点、集中测量和自动控制不能测量高温，需注意环境温度的影响热敏电阻半导体集成温度元件半导体非接触式红外式辐射式比色式温度传感器膨胀式温度传感器双金属温度计两种膨胀系数不同的金属薄片并焊在一起，当温度变化时，双金属片变形。结构简单，使用可靠，防爆A材料为殷钢（Fe64%,Ni36%）,

膨胀系数：2X10-6/ºCB材料为高锰合金（Mn72%,Ni10%,Cu18%）,膨胀系数为27.5X10-6/ºC温度传感器双金属温度计特点特点盘旋型双金属片受热膨胀从而带动指针旋转，仪表显示出温度值。可测-80～+500℃的液体、蒸汽和气体介质。温度传感器双金属温度计原理刻度盘指针固定螺帽外套芯轴双金属螺旋固定端温度传感器双金属传感器应用双金属温度控制器双金属结构用于多种电器的温度控制中。电熨斗内部的双金属温控器温度传感器（气）体膨胀式温度计螺钉温度传感器金属热电阻利用金属导体的电阻值随温度的增加而增加的特性来测量温度。铂电阻Pt100：测温范围

-200～+860℃铜电阻Cu50：测温范围-50～+150℃热电阻芯普通热电阻铠装热电阻端面热电阻防爆热电阻温度传感器半导体热敏电阻温度传感器热敏电阻应用用热敏电阻制作的温度计热敏电阻继电器温度传感器集成温度传感器温度敏感元件+信号处理电路→集成芯片电流输出型AD590电压输出型LM35集成温度组件温度传感器热电偶利用热电效应，将温度转换成电动势热电阻传感器热电阻芯普通热电阻铠装热电阻端面热电阻防爆热电阻金属热电阻利用金属导体的电阻值随温度的增加而增加的特性来测量温度。铂电阻Pt100:测温范围-200℃～+860℃铜电阻Cu50:测温范围-50℃～+150℃Cu50Pt100热电阻传感器热电阻的分度表热电阻传感器热电阻的结构引线端保护膜金属丝芯柱接线盒接线端子保护管绝缘套管感温元件热电阻传感器热电阻测温三线制接线图热电阻的接线方式要把热电阻信号用导线连接到室仪表上，电阻的引线对测量结果有较大影响。一般采用三线制接线方式。灵敏度

s=

△y/△x=(103.9-100)W

/(10-0)℃

=0.39W/℃热电阻传感器讨论环节1根据铂电阻Pt100的分度表，估算其灵敏度。2根据Pt100分度表评价它的线性度？金属热电阻测温机理金属热电阻测温机理01温度↑02原子晶格振动加剧↑03自由电子运动的阻碍↑04电阻率↑05电阻值↑06正温度系数↑

热电阻材料主要特性

薄膜式及装配式铂热电阻

小型铂热电阻

汽车用水温传感器及水温表铜热电阻学习查“铂热电阻分度表”判断铂热电阻的线性可设定温度值的温控仪表温控仪表半导体点温计半导体热敏电阻利用半导体的温度敏感特性来测量温度。半导体热敏电阻分类负温度系数NTC:温度阻值正温度系数PTC:温度阻值简易温度报警器热敏电阻应用热敏电阻继电器用热敏电阻制作的温度计集成温度传感器将温度敏感元件和信号处理电路集成在一个芯片上，构成集测量、放大、电源供电回路于一体的高性能集成温度传感器，又称温度IC。电流输出型AD590电压输出型LM35集成温度组件练习1装配式和铠装式热电阻和热电偶的外观常相同，热电阻的输出是

，热电偶的输出是

。2下图为开关型PTC热敏电阻对电动机过热保护的控制电路。请确定继电器的触点类型。热敏电阻外形MF12型环氧封装MF58型玻璃封装下图所示的四根曲线分别为哪一种热敏电阻？其他形式的热敏电阻带安装孔的热敏电阻大功率PTC热敏电阻非标热敏电阻热敏电阻LCD热敏电阻温度面板表热敏电阻体温计热敏电阻温度计的调试RP1电位器RP2电位器热敏电阻用于CPU的温度测量数字式集成温度传感器热敏电阻用于电热水器的温度控制

将两种不同材料的导体A和B串接成一个闭合回路，当两个接点温度不同时，在回路中就会产生热电势，形成电流，此现象称为热电效应。热电偶热电效应热电势AB热电偶实验原理演示结论：当两个结点温度不相同时，回路中将产生电动势。

左端为测量端（工作端、热端）

热电极A热电极B右端为自由端（参考端、冷端）

实际热电偶

E（T,T0）=E（T,Tn）+E（Tn,T0）热电偶的性质中间温度定律温控仪表中间温度定律

E（T,T0）=E（T,Tn）+E（Tn,T0）

E（T,T0）E（Tn,T0）E（T,Tn）热电偶的常用材料与结构国际通用热电偶镍铬—镍硅(镍铝)热电偶(K型)工业用热电偶丝Φ1.2~Φ2.5mm，实验室用可细些。正极镍铬合金(用88.4％～89.7％镍、9％～10％铬，0.6％硅0.3％锰，0.4～0.7％钴冶炼而成)。负极镍硅合金(用95.7％～97％镍,2％～3％硅,0.4～0.7％钴冶炼而成)测量温度长期1000℃，短期1300℃复现性好，热电势大，但精度不如WRLB。高温下抗氧化能力强，在还原性气体和含有SO2

、H2S等的气体中易被侵蚀。价格比较便宜，在工业上广泛应用。特点由热电偶丝、绝缘套管、保护套管以及接线盒等部分组成。常用热电偶的结构类型普通工业用热电偶1工业热电偶结构示意图1

—接线盒2

—保险套管3

—绝缘套管4

—热电偶丝a)b)c)d)

132优点:小型化（直径从12mm到0.25mm）、寿命长、热惯性小，使用方便。铠装式热电偶（套管式热电偶）2由热电偶丝、绝缘材料，金属套管三者拉细组合而成一体。铠装式热电偶断面结构示意图1—金属套管2—绝缘材料3—热电极4—热电偶丝a)碰底型b)不碰底型c)露头型d)帽型薄膜热电偶3两种热电极材料蒸镀到绝缘板上而形成薄膜（0.01～0.1μm）快速反应薄膜热电偶1—热电极2—热接点3—绝缘基板4—引出线适于快速测量，反应时间仅为几毫秒。1423567891110快速消耗微型热电偶4用Φ0.05～Φ0.1mm的铂铑10-铂铑30热电偶装在U型石英管中，使用一次就焚化，优点是热惯性小。快速消耗微型热电偶1—刚帽2—石英3—纸环4