【正文】 即： 1TR 2TR1BTTA R e? 1 2 11 2 2lnT T TT T TR R RBR R R??? 圖 720給出了熱敏電阻的伏安特性曲線(xiàn)。二端和三端器件為直 熱式。目前熱敏電阻的使用上限溫度約為 300。 ⑥穩(wěn)定性和互換性較差。相對(duì)于一般的金屬熱電阻而言，它主要具備如下特點(diǎn)： ①電阻溫度系數(shù)大，靈敏度高，比一般金屬電阻大 10100倍。數(shù)字傳感器首先將被測(cè)溫度轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再送給微控制器作數(shù)據(jù)處理。利用軟件可完成傳感器的標(biāo)定及校準(zhǔn)，以實(shí)現(xiàn)最佳性能指標(biāo)。溫度傳感器作為從機(jī)可通過(guò)專(zhuān)用總線(xiàn)接口與主機(jī)進(jìn)行通信。 由美國(guó) DALLAS半導(dǎo)體公司新研制的 DS1624型高分辨力智能溫度傳感器，能輸出 13位二進(jìn)制數(shù)據(jù)，其分辨力高 ， 測(cè)溫精度為 。因?yàn)殡妷罕?V內(nèi)阻很大，則： 又因?yàn)? ， 所以： 由此可知，引線(xiàn)電阻 將不引入測(cè)量誤差。 圖 714 圖中 Rt為熱電阻， r r r3為引線(xiàn)電阻； Rl、 R2為兩橋臂電阻，取 Rl＝ R2； R3為調(diào)整電橋的精密電阻。 低溫?zé)犭娮?: 銦電阻 : 錳電阻 : 碳電阻 : 二 、熱電阻的測(cè)量電路 r 1Mr 3r 2RtR 3R 1R 2EA B 在實(shí)際的溫度測(cè)量小，常用電橋作熱電阻的測(cè)量電路。 銅電阻分度表 : 用 99. 999％ 高純度的銦絲繞成電阻，可在室溫至 。在 50一 150℃ 的溫度范圍內(nèi)，銅電阻與溫度呈線(xiàn)性關(guān)系，可用下式表示： 2．銅電阻： — 銅電阻溫度系數(shù) 。 20 [ 1 ]tR R A t B t? ? ?一、常用的幾種熱電阻 由于鉑電阻物理、化學(xué)性能在高溫和氧化性介質(zhì)中很穩(wěn)定．它能用作工業(yè)測(cè)溫元件和作為溫度標(biāo)準(zhǔn)。 (3)電阻與溫度之間關(guān)系最好成線(xiàn)性 (4)并且在較寬的測(cè)量范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的物理和化學(xué)性質(zhì)。常見(jiàn)的幾種冷端補(bǔ)償器如表所示。 如圖 7— 11所示。只要在回路中加入相應(yīng)的修正電壓，或調(diào)整指示裝置的超始位置，即可達(dá)到完全補(bǔ)償?shù)哪康模蚴窃跀?shù)據(jù)處理程序中加上一個(gè)固定的修整值。于是產(chǎn)生了熱電偶冷端補(bǔ)償問(wèn)題。約在幾百歐姆。例如精密繼電器器 JRW1M， 其接觸電阻＜ ，絕緣電阻 100M歐姆 ， 切換時(shí)間＜10ms． 它是慢速多點(diǎn)溫度測(cè)量時(shí)較為理想的一種機(jī)械切換開(kāi)關(guān)。 同時(shí)由于總熱電勢(shì)為各熱電偶熱電勢(shì)之和 ， 故可以測(cè)量微小的溫度變化 。在測(cè)量?jī)x表中指示的為三只熱電偶輸出電勢(shì)的平均值 : 1 2 33TE E EE ???圖 78 測(cè)量幾點(diǎn)溫度之和的測(cè)溫線(xiàn)路 : 利用同類(lèi)型的熱電偶串聯(lián)如圖 79所示，可以測(cè)量幾點(diǎn)溫度之和，也可以測(cè)量幾點(diǎn)的平均溫度。這是測(cè)量?jī)蓚€(gè)溫度Tl和 T2之差的一種實(shí)用線(xiàn)路。 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(xiàn)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(xiàn)，冷端溫度為 T0，E為銅導(dǎo)線(xiàn) , M為所配用的毫伏計(jì)，或者數(shù)字儀表。 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 。 它具有 接近直線(xiàn)的分度曲線(xiàn) 。 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) 。 它在氧化性氣體中使用有相當(dāng)好的穩(wěn)定性 。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。 為什么 ？ 如圖 7— 4所示 。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(wú)關(guān)。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。它是目前在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最為普遍的一種集成傳感器，典型產(chǎn)品有 AD590、 AD59 TMP1LM135等。目前，國(guó)際上新型溫度傳感器正從模擬式向數(shù)字式、由集成化向智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。因此，在一個(gè)熱電偶回路中起決定作用的是兩個(gè)接點(diǎn)處產(chǎn)生的與材料性質(zhì)和該點(diǎn)所處溫度有關(guān)的接觸電勢(shì)，故上式可改寫(xiě)為： 在實(shí)際使用中為了方便，在標(biāo)定熱電偶時(shí)，使 T0為常數(shù)、即 則上式變?yōu)椋? 0 0 0( , ) [ ( ) ( ) ] ( ) l nAA B A B A BBnKE T T e T e T T Ten? ? ? ?00( ) ( )ABe T f T C??00( , ) ( ) ( ) ( ) ( )A B A B A BE T T e T e T f T C T? ? ? ? ? ?若固定 T0則熱電勢(shì)可僅看作是 T的函數(shù) ()T?1 03 05 07 0熱 電 勢(shì) ( m V )t ( )0C1 6 0 08 0 0 1 2 0 04 0 0鎳 鉻 考 銅鐵 考 銅鎳 鉻 鎳 硅鉑 銠 鉑圖 73各種熱電偶的熱電勢(shì)與溫度關(guān)系曲線(xiàn) To=0℃ ) 對(duì)于各種不同金屬組成的熱電偶，溫度與熱電勢(shì)之間有著不同的函數(shù)關(guān)系。 (3) 金屬 A兩端溫度為 T,T0時(shí)，形成的溫差電勢(shì)。從而在曲端形成 溫差電勢(shì) ，又稱(chēng)為湯姆森電勢(shì)。 B金屬 A金屬 e擴(kuò)散 + + + e擴(kuò)散 反擴(kuò)散 反擴(kuò)散 在這種動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)下 ， A和 B兩金屬之間便產(chǎn)生一定的接觸電勢(shì) ． 圖 72 它的數(shù)值取決于兩種金屬的性質(zhì)和接觸點(diǎn)的溫度 、而與金屬的形狀及尺寸無(wú)關(guān) 。如果在回路中接入電流計(jì) M。 PN結(jié)型溫度傳感器 利用半導(dǎo)體 PN節(jié)與溫度的關(guān)系。 熱電阻 將溫度轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘匐娮柚档淖兓Ｈ绻麑⑺鼈兊膬蓚€(gè)接點(diǎn)中的一個(gè)進(jìn)行加熱，使其溫度為 T 而另一點(diǎn)置于室溫 T0中、則在回路中就有電流產(chǎn)生。 為什么會(huì)產(chǎn)生接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)呢 圖 71熱電效應(yīng)原理圖 ？ （一）、接觸電勢(shì)產(chǎn)生的原因 由于所有金屬都具有自由電子，而且在不同的金屬中自由電子的濃度不同，因此當(dāng)兩種不同金屬A和 B接觸時(shí)，在接觸處便發(fā)生電子的擴(kuò)散。因此，高溫端的自由電子要向低溫端擴(kuò)散．最后同樣要達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，高溫端失去電子而帶正電，