【正文】 傳感器，典型產(chǎn)品有 AD590、 AD59 TMP1LM135等。 智能溫度傳感器 數(shù)字溫度傳感器 是在 20世紀(jì) 90年代中期問世的。它是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)測(cè)試技術(shù) ATE的結(jié)晶。目前，國(guó)際上已開發(fā)出多種智能溫度傳感器系列產(chǎn)品。智能溫度傳感器內(nèi)部都包含溫度傳感器、 A/D轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理器、存儲(chǔ)器 (或寄存器 )和接口電路。有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、中央控制器 (cpu)、 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 (RAM)和只讀存儲(chǔ)器 (ROM)。 其特點(diǎn)是能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量，適配各種微控制器 (MCU)； 并且它是在硬件的基礎(chǔ)上通過軟件來實(shí)現(xiàn)測(cè)試功能的，其智能化程度也取決于軟件的開發(fā)水平。 二、熱電偶基本定律 00( , ) ( ) ( ) ( ) ( )A B A B A BE T T e T e T f T C T? ? ? ? ? ?從式 中可以得出熱電偶的一些基本定律．即： 只有由化學(xué)成分不同的兩種導(dǎo)體材料組成的熱電偶，其兩端點(diǎn)間的溫度不同時(shí)，才能產(chǎn)生熱電勢(shì)。熱電勢(shì)的大小與材料的性質(zhì)及其兩端點(diǎn)的溫度有關(guān)，而與形狀、大小無關(guān)。 化學(xué)成分相同的材料組成的熱電偶，即使兩個(gè)接點(diǎn)的溫度不同，回路的總熱電勢(shì)也等于零，應(yīng)用這一定律可以判斷兩種金屬是否相同。 化學(xué)成分不相同的兩種材料組成的熱電偶，若兩個(gè)接點(diǎn)的溫度相同，回路中的總熱電勢(shì)也等于 0。 在熱電偶中插入第三種材料，只要插入材料兩端的溫度相同．對(duì)熱電偶的總熱電勢(shì)沒有影響。 為什么 ？ 如圖 7— 4所示 。 圖 7— 4(a)是將熱電偶的一個(gè)接點(diǎn)分開 ， 接入第三種材料 ,設(shè)接點(diǎn) 2和接點(diǎn) 3的溫度相同(T0)， 則這時(shí)熱電偶回路中的總電勢(shì)為 : 00( ) ( ) ( )A B B C C AE e T e T e T? ? ?圖 74熱電偶中加入第三種材料 （ a） （ b） 因?yàn)槲覀冎?，如果熱電回路各接點(diǎn)溫度相同其總的熱電勢(shì)為 0。 于是假設(shè)當(dāng)接點(diǎn) 2和 3的溫度都為 T0時(shí)．其回路總的熱電勢(shì)必為 0，即 0 0 0( ) ( ) ( ) 0A B B C C AE e T e T e T? ? ? ?則有： 0 0 0( ) ( ) ( )B C C A A Be T e T e T? ? ?把上式代入到 得到： 與沒有插入第三種材料前一樣，總熱電勢(shì)沒變！ 00( ) ( ) ( )A B B C C AE e T e T e T? ? ?0( ) ( )A B A BE e T e T?? 如果兩種導(dǎo)體分別與第三種導(dǎo)體組成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)已知，則此兩種導(dǎo)體組成熱電偶的熱電勢(shì)就已知。 即：如圖所示，已知材料 A分別和材料 B和材料 C構(gòu)成 熱電偶的熱電勢(shì) 則可求得由 B和C構(gòu)成熱電偶的熱電勢(shì)為： 00( , ) , ( , )A B A CE T T E T T0 0 0( , ) ( , ) ( , )B C A C A BE T T E T T E T T??圖 75 三、熱電偶結(jié)構(gòu)和種類 1． 結(jié)構(gòu) ： 圖 75 熱電偶結(jié)構(gòu)圖 普通型熱電偶通常將熱電極加上 絕緣套 、 保護(hù)套管 和 接線盒 做成如圖 75所示的結(jié)構(gòu)。安裝連接時(shí)，可采用螺紋或法蘭方式連接；根據(jù)使用條件，可制作成密封式普通型或高壓固定螺紋型。除此之外微型熱電偶結(jié)構(gòu)。 常用熱電偶介紹 （ 1）、鉑銠 — 鉑熱電偶 (WRLB型 ) 優(yōu)點(diǎn)： 這種熱電偶可以用于 較高的溫度 ， 能長(zhǎng)時(shí)間在01300℃ 中工作 ， 短時(shí)間可以測(cè)到 1600℃ 。 精度高 、它的物理化學(xué)穩(wěn)定性好 ， 因此一般用于較為精密測(cè)溫中 。 它在氧化性氣體中使用有相當(dāng)好的穩(wěn)定性 。 缺點(diǎn)：但在金屬蒸氣 、 金屬氧化物 、 一氧化碳及碳?xì)?還原介質(zhì)中易受損壞 。 在這種情況下使用時(shí) ， 要選用可靠的保護(hù)套管 。 鉑銠 — 鉑熱電偶另一個(gè)缺點(diǎn)是它的 熱電勢(shì)較小 ， 因此測(cè)量時(shí)要采用靈敏度較高的儀表 。 目前在國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)中它被規(guī)定為在 — ℃ 范圍內(nèi)復(fù)現(xiàn)溫標(biāo)的基準(zhǔn) 。 （ 2）鎳鉻 — 鎳鋁 (鎳鉻 — 鎳硅 )(WREU型 ) 它是非貴重金屬熱電偶中性能最穩(wěn)定的一種 。 因此應(yīng)用最廣 。 熱電偶的正極是鎳鉻合金 ． 負(fù)極是鎳鋁合金 . 優(yōu)點(diǎn)： 因?yàn)闊犭姌O中含有大量的鎳 ． 故這種熱電偶在高溫下 抗氧化能力 及 抗腐蝕能力都很強(qiáng) 。 它具有 接近直線的分度曲線 。 另外在相同的溫差下 ， 它的熱電勢(shì)要比鉑銘 — 鉑的 熱電勢(shì)大 45倍 。 價(jià)格較為便宜 ， 故它的 電極制作得比較粗 (約 3mm)， 這樣便帶來很多優(yōu)點(diǎn) 、 如使用 壽命長(zhǎng) 、 強(qiáng)度高等 。 缺點(diǎn)： 是熱電極不易做得均勻 ， 所以精度有所下降 ，鎳鋁電極長(zhǎng)期 在較高溫度下 使用較易氧化 ， 穩(wěn)定性變差 ， 因此目前已經(jīng)用鎳鉻 鎳硅熱電偶取代了鎳鉻 鎳鋁熱電偶 。 我國(guó)已正式?jīng)Q定選用鎳鉻 — 鎳硅熱電偶作為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶 。 （ 3）銅 — 康銅熱電偶 它是非標(biāo)準(zhǔn)分度熱電偶中應(yīng)用較多的一種，尤其在低溫下可靠穩(wěn)定使用更為普通。一般多用于實(shí)驗(yàn)和科研中，目前在 0一 100℃ 范圍內(nèi)銅 — 康銅熱電偶已被定為三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)熱電偶．用以檢定低溫測(cè)量?jī)x表的精度。它的誤差不超過 0． 1℃ 。 四、熱電偶實(shí)用測(cè)量電路 1．測(cè)量單點(diǎn)溫度的基本測(cè)溫線路 : TT oT oABCDT oT o EMR L圖 76 單點(diǎn)測(cè)量電路 A、 B為熱電偶， C、 D為補(bǔ)償導(dǎo)線，冷端溫度為 T0，E為銅導(dǎo)線 , M為所配用的毫伏計(jì)，或者數(shù)字儀表。如果采用數(shù)字儀表測(cè)量熱電勢(shì)，必須加適當(dāng)輸入放大電路 ,若選用運(yùn)放可選用 OP07。 這時(shí)回路中總熱電勢(shì)為 、 流過測(cè)溫毫伏計(jì)的電流為： 0( , )ABE T T0( , )ABZ C ME T TIR R R???ZR熱電偶內(nèi)阻。 導(dǎo)線 (包括銅線、補(bǔ)償導(dǎo)線電阻 ) CRMR儀表的內(nèi)阻（包含 ） RL2．測(cè)量?jī)牲c(diǎn)之間溫差的測(cè)溫線路 這種測(cè)溫線路如圖 7— 7所示。這是測(cè)量?jī)蓚€(gè)溫度Tl和 T2之差的一種實(shí)用線路。用兩只同型號(hào)的熱電偶，配用相同的補(bǔ)償導(dǎo)線，連接的方法應(yīng)使各自產(chǎn)生的熱電勢(shì)互相抵消、這時(shí)儀表即可測(cè)得了 T1和 T2的溫度之差。 T oABD