【正文】 由一種均質(zhì)導(dǎo)體組成的閉合回路 ， 不論其導(dǎo)體是否存在溫度梯度 ， 回路中沒有電流 (即不產(chǎn)生電動勢 )；反之 ， 如果有電流流動 ， 此材料則一定是非均質(zhì)的 ， 即熱電偶必須采用兩種不同材料作為電極 。如當(dāng) T2=0℃ 時，則： 只要 T T0不變，接入 AˊBˊ后不管接點溫度 T2如何變化，都不影響總熱電勢。 正極：鉑銠合金絲 ,用 90％ 鉑和 10％ 銠 (重量比 )冶煉而成 。 用途：實驗室或校驗其它熱電偶 。 ? 熱電勢較弱 。 測量溫度：長期 1000℃ ， 短期 1300℃ 。 3． 鎳鉻 —考銅熱電偶 (E型 ) 分度號為 EA—2 工業(yè)用熱電偶絲 :～ 2mm， 實驗室用可更細(xì)些 。 ? 在常用熱電偶中它產(chǎn)生的熱電勢最大 。 負(fù)極：鉑銠合金 （ 用 94％ 鉑 ， 6％ 銠冶煉而成 ） 。 ? 低溫?zé)犭妱輼O小 ， 冷端溫度在 50℃ 以下可不加補償 。 國產(chǎn)鎢錸 鎢錸 20熱電偶使用溫度范圍 300～ 2022℃ 分度精度為 1％ 。復(fù)現(xiàn)性好，穩(wěn)定性好，精度高，價格便宜。 （ 二 ） 常用熱電偶的結(jié)構(gòu)類型 1． 工業(yè)用熱電偶 下圖為典型工業(yè)用熱電偶結(jié)構(gòu)示意圖。 測溫范圍在 1100℃ 以下的有：鎳鉻 —鎳硅 、 鎳鉻 —考銅鎧裝式熱電偶 。 圖 鎧裝式熱電偶斷面結(jié)構(gòu)示意圖 1— 金屬套管 。 (c)—露頭型 。 3—絕緣基板 。絕緣基板用云母、陶瓷片、玻璃及酚醛塑料紙等；測溫范圍在 300℃ 以下；反應(yīng)時間僅為幾 ms。 1 4 2 3 5 6 7 8 9 11 10 快速消耗微型 1—剛帽； 2—石英； 3—紙環(huán)； 4—絕熱泥； 5—冷端； 6—棉花； 7—絕緣紙管； 8—補償導(dǎo)線； 9—套管； 10—塑料插座； 11—簧片與引出線 方法 ? 冰點槽法 ? 計算修正法 ? 補正系數(shù)法 ? 零點遷移法 ? 冷端補償器法 ? 軟件處理法 四 、 冷端處理及補償 原因 ?熱電偶熱電勢的大小是熱端溫度和冷端的函數(shù)差，為保證輸出熱電勢是被測溫度的單值函數(shù)，必須使冷端溫度保持恒定； ?熱電偶分度表給出的熱電勢是以冷端溫度 0℃ 為依據(jù)，否則會產(chǎn)生誤差。 mV A B A’ B’ T C C’ 儀表 銅導(dǎo)線 試管 補償導(dǎo)線 熱電偶 冰點槽 冰水溶液 四 、 冷端處理及補償 T0 2. 計算修正法 用普通室溫計算出參比端實際溫度 TH， 利用公式計算 例 用銅 康銅熱電偶測某一溫度 T， 參比端在室溫環(huán)境TH中 ， 測得熱電動勢 EAB(T， TH)=， 又用室溫計測出 TH=21℃ , 查此種熱電偶的分度表可知 ，EAB(21,0)=， 故得 EAB(T， 0)=EAB(T， 21)+EAB(21， T0) =+ =(mV) 再次查分度表 ， 與 T=68℃ 。 例 用鉑銠 10－鉑熱電偶測溫 ， 已知冷端溫度 TH=35℃ ，這時熱電動勢為 ． 查 S型熱電偶的分度表 ， 得出與此相應(yīng)的溫度 T′=1150℃ 。/℃ 補正系數(shù) k 鉑銠 10鉑 (S) 鎳鉻 鎳硅（ K） 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 — 1300 — 1400 — 1500 — 1600 — 熱電偶補正系數(shù) 例 用動圈儀表配合熱電偶測溫時 ， 如果把儀表的機械零點調(diào)到室溫 TH的刻度上 ,在熱電動勢為零時 ， 指針指示的溫度值并不是 0℃ 而是 TH。 實質(zhì)： 在測量結(jié)果中人為地加一個恒定值 ，因為冷端溫度穩(wěn)定不變，電動勢 EAB(TH,0)是常數(shù)，利用指示儀表上調(diào)整零點 的辦法，加大某個適當(dāng)?shù)闹刀鴮崿F(xiàn)補償。 冷端補償器的作用 注意：橋臂 RCu必須和熱電偶的冷端靠近 ， 使處于同一溫度之下 。例如冷端溫度恒定但不為 0℃ 的情況，只需在采樣后加一個與冷端溫度對應(yīng)的常數(shù)即可。 1. 熱電偶的選擇 、 安裝使用 熱電偶的選用應(yīng)該根據(jù)被測介質(zhì)的溫度 、 壓力 、 介質(zhì)性質(zhì) 、 測溫時間長短來選擇 熱電偶和保護套管 。 五、熱電偶的選擇、安裝使用和校驗 熱電偶 分度號 校驗溫度 /℃ 熱電偶允許偏差 /℃ 溫度 偏差 溫度 偏 差 LB–3 600， 800， 1000， 1200 0～ 600 177。 % EA–2 300， 400， 600 0～ 300 177。 工業(yè)熱電偶的允許偏差 ， 見下表 。 主要講述熱敏電阻的特點 、 分類 ， 基本參數(shù) ， 主要特性和應(yīng)用等 。 目前 ， 最小的珠狀熱敏電阻其直徑僅為 。相比之下，優(yōu)于其它各種溫度傳感器。 按熱敏電阻的阻值與溫度關(guān)系這一重要特性可分為： 1． 正溫度系數(shù)熱敏電阻器 （ PTC） 電阻值隨溫度升高而增大的電阻器 ， 簡稱 PTC熱敏阻器 。 3． 突變型負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器 （ CTR 該類電阻器的電阻值在某特定溫度范圍內(nèi)隨溫度升高而降低 3～ 4個數(shù)量級 ， 即具有很大 負(fù)溫度系數(shù) 。 ℃ 時的阻值 。在工作溫度范圍內(nèi)， BN值并不是一個常數(shù)，而是隨溫度的升高略有增加的。 6. 最高工作溫度 Tmax 熱敏電阻器在規(guī)定的技術(shù)條件下長期連續(xù)工作所允許的最高溫度： T0—環(huán)境溫度； PE—環(huán)境溫度為 T0時的額定功率； H—耗散系數(shù) 7. 最低工作溫度 Tmin 熱敏電阻器在規(guī)定的技術(shù)條件下能長期連續(xù)工作的最低溫度 。 在此功率下 ,它自身溫度不應(yīng)超過 Tmax。 GGG RUP 2?13. 功率靈敏度 KG 熱敏電阻器在工作點附近消耗功率 lmW時所引起電阻的變化 ， 即： 在工作范圍內(nèi)， KG隨環(huán)境溫度的變化略有改變。 KG＝ R/P 15. 熱電阻值 RH 指旁熱式熱敏電阻器在加熱器上通過給定的工作電流時 ,電阻器達(dá)到熱平衡狀態(tài)時的電阻值。 20. 元件尺寸 指熱敏電阻器的截面積 A、電極間距離 L和直徑 d。 RT、 RT0——溫度為 T、 T0時熱敏電阻器的電阻值； BN ——NTC熱敏電阻的 材 料常數(shù)。C 電阻/Ω NTC熱敏電阻器的電阻 溫度曲線 材料的不同或配方的比例和方法不同 ， 則 BN也不同 。C,1) RT / RT0T特性曲線 RT/R25 T RT／ R25～ BN系數(shù)表 RT／ R25 BN R50／ R25 2200 2600 2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000 5000 R0／ R25 R75／ R25 R20／ R25 R150／ R25 R100／ R25 （ PTC） 熱敏電阻器的電阻 —溫度特性 其特性是利用正溫度熱敏材料 ， 在居里點附近結(jié)構(gòu)發(fā)生相變引起導(dǎo)電率突變來取得的 ， 典型特性曲線如圖 10000 1000 100 10 0 50 100 150 200 250 R20=120Ω R20= R20= PTC熱敏電阻器的電阻 —溫度曲線 T/186。 經(jīng)實驗證實：在工作溫度范圍內(nèi)，正溫度系數(shù)熱敏電阻器的電阻 —溫度特性可近似用下面的實驗公式表示： 式中 RT、 RT0——溫度分別為 T、 T0時的電阻值； BP——正溫度系數(shù)熱敏電阻器的材料常數(shù) 。 （ NTC） 熱敏電阻器的伏安特性 該曲線是在環(huán)境溫度為 T0時的靜態(tài)介質(zhì)中測出的靜態(tài) U—I曲線 。當(dāng)熱敏電阻器溫度超過環(huán)境溫度時，引起電阻值增大，曲線開始彎曲。因此 ， 它的變化必然有時間上的滯后現(xiàn)象 。 RTa——溫度 Ta時 ,熱敏電阻器的電阻值； t——時間 。 對于晶體管低頻放大器和功率放大器電路的溫度補償 ， 可用下列公式確定熱敏電阻器的型號： R(T) R1 R2 Rr 溫度補償網(wǎng)絡(luò) ? ?? ?? ?? ?? ?? ??????????????????????02121200T22121222T12121211T )(TR )(TR )(TRTRrrrrrTRTRrrrrrTRTRrrrrrTR)11(e xp)()(0101 TTBTRTR NTT ??)11(e xp)()(0202 TTBTRTR NTT ??0—25℃ 時的溫度 αtn=BN/T2 設(shè)計原理：利用半導(dǎo)體 PN結(jié)的電流電壓與溫度有關(guān)的特性。 電流型 IC溫度傳感器是把線性集成電路和與之相容的薄膜工藝元件集成在一塊芯片上 ,再通過激光修版微加工技術(shù) ,制造出性能優(yōu)良的測溫傳感器。 電壓型 IC溫度傳感器是將溫度傳感器基準(zhǔn)電壓、緩沖放大器集成在同一芯片上 ,制成一四端器件。 眾所周知 ， 晶體管 PN結(jié)的這種溫漂 ， 會給電路的調(diào)整帶來極大的麻煩 。 二、 IC溫度傳感器的測溫原理 （ 一 ） 電壓輸出型集成溫度傳感器 AN6701S是日本松下公司生產(chǎn)的電壓輸出型集成溫度傳感器，它有四個引腳，三種連線方式： (a)正電源供電，(b)負(fù)電源供電， (c)輸出極性顛倒。 輸出 AN6701 (a) 1 2 4 3 RC 5~15V AN6701 輸出 (c) 10kΩ RC 3 1 2 4 5~15V + ∞ + 100kΩ 10kΩ 100kΩ AN6701 (b) 2 1 3 輸出 4 － 5~－ 15V RC 三、 IC溫度傳感器的主要特性 輸出電壓/V 0 2 4 6 8 10 12 － 20 0 20 40 60 80 RC=100kΩ RC=10kΩ RC=1kΩ 溫度 /186。校準(zhǔn)后，在 10~80℃ 范圍內(nèi)，基本誤差不超過 177。 2℃ 。C AD590溫度特性曲線 2． 溫度特性 其 溫度特性曲線函數(shù)是以 Tk為變量的 n階多項式之和 ，省略非線性項后則有 : Tc——攝氏溫度； I 的單位為 μA。Tc＋ 3． AD590的非線性 150 － 55 △ T/186。 當(dāng)電源電壓由＋ 5V向＋10V變化時 ， 其電流變化僅為 。 ΔT最大可達(dá) 177。 由于每片 DS1820含有唯一的串行序列號 ， 所以在一條總線上可掛接任意多個 DS1820芯片 。 （三）數(shù)字輸出型 IC溫度傳感器 １、 DS1820的特性 ? 單線接口：僅需一根口線與 MCU連接； ? 無需外圍元件； ? 由總線提供電源； ? 測溫范圍為 55℃ ～ 125℃ ，精度為 ℃ ； ? 九位溫度讀數(shù)； ? A/D變換時間為 200ms； ? 用戶可以任意設(shè)置溫度上、下限報警值，且能夠識別具體報警傳感器。寄生電源供電時 ,電源端接地，器件從總線上獲取電源。 (1 ) 寄生電源 DS1820內(nèi)部的低溫度系數(shù)振蕩器能產(chǎn)生穩(wěn)定的頻率信號f0，高溫度系數(shù)振蕩器則將被測溫度轉(zhuǎn)換成頻率信號 f。一般情況下的溫度值應(yīng)為 9位（符號點 1位），但因符號位擴展成高 8位，故以 16位補碼形式讀出，表 了 DS1820溫度和數(shù)字量的對應(yīng)關(guān)系