傳感器與檢測技術(shù)---第10章熱電勢傳感器-資料下載頁
2024-12-08 07:25本頁面
【正文】 波爾茲曼常數(shù) 。 q——是電子電荷量 。 T——是絕對溫度 。 γ——是 V1和 V2管發(fā)射結(jié)的面積之比 。 從式中看出 , 如果保證 I1/I2恒定 , 則 ΔUbe就與溫度 T成單值線性函數(shù)關(guān)系 。 這就是集成溫度傳感器的基本工作原理 , 在此基礎(chǔ)上 ， 可設(shè)計(jì)出各種不同電路以及不同輸出類型的集成溫度傳感器 。 TIIqKAEAEIIqKTU be )l n()l n(211221 ??????第 10章 熱電勢傳感器 1． (1) 電壓輸出型 電壓輸出型集成溫度傳感器電路圖 如下圖 10 19 所示 。 當(dāng)電流 I1恒定時(shí) , 通過改變 R1的阻值 , 可實(shí)現(xiàn) I1=I2, 當(dāng)晶體管的β1時(shí) , 電路的輸出電壓可由下式確定 , 即 : 若取 R1=940Ω, R2=30KΩ, γ =37, 則電路輸出的溫度系數(shù)為 : TqKRRRRURIU be )ln(1221220 ????????KmvqKRRdTdUC T /10ln120 ???? ?（ 10 19） 第 10章 熱電勢傳感器 TqKRRRRURIU be)ln(1221220???????? 10 19 當(dāng)電流 I1恒定時(shí)， 通過改變 R1的阻值， 可實(shí)現(xiàn) I1=I2，當(dāng) β1時(shí) 第 10章 熱電勢傳感器 （ 2） 電流輸出型 圖 10 20 為電流輸出型集成溫度傳感器的原理電路圖 。 V1和 V2是結(jié)構(gòu)對稱的兩個(gè)晶體管 , 作為恒流源負(fù)載 , V3和 V4管是測溫用的晶體管 , 其中 V3管的發(fā)射結(jié)面積是 V4管的 8倍 , 即 γ =8。 流過電路的總電流 IT為 : 式中當(dāng) R和 γ 一定時(shí) , 電路的輸出電流與溫度有良好的線性關(guān)系 。 若取 R為 358Ω, 則電路輸出的溫度系數(shù)為 : ?ln222 1 ????? qRKTRUII beTKAqR KdTdIC TT /1ln2 ?? ????（ 10 20） 第 10章 熱電勢傳感器 電流輸出型典型的集成溫度傳感器有美國 AD公司生產(chǎn)的 AD590, 我國產(chǎn)的 SG590也屬于同類型產(chǎn)品 。 基本電路與圖 10 20一樣 , 只是增加了一些啟動(dòng)電路 , 防止電源反接以及使左右兩支路對稱的附加電路 , 以進(jìn)一步地提高性能 。 AD590的電源電壓 4~30V, 可測溫度范圍 50~+150℃ 。 *2． AD590集成溫度傳感器應(yīng)用實(shí)例 AD590是應(yīng)用廣泛的一種集成溫度傳感器 , 由于它內(nèi)部有放大電路 , 再配上相應(yīng)外電路 ,方便地構(gòu)成各種應(yīng)用電路 。 下面介紹 AD590幾種簡單的應(yīng)用線路 。 第 10章 熱電勢傳感器 (1) 溫度測量電路 圖 10 21 是一個(gè)簡單的測溫電路 ， AD590在 25℃（ ） 時(shí) , 理想輸出電流為 , 但實(shí)際上存在一定誤差 , 可以在外電路中進(jìn)行修正 。 將 AD590串聯(lián)一個(gè)可調(diào)電阻 , 在已知溫度下調(diào)整電阻值 , 使輸出電壓 UT滿足 1mV/k的關(guān)系 （ 如 25℃ 時(shí) , UT應(yīng)為 ） 。 調(diào)整好以后 , 固定可調(diào)電阻 , 即可由輸出電壓 VT讀出 AD590所處的熱力學(xué)溫度 。 (2) 控溫電路 簡單的控溫電路 如圖 1022 所示 。 AD311為比較器 , 它的輸出控制加熱器電流 , 調(diào)節(jié) R1可改變比較電壓 , 從而改變了控制溫度 。 AD581是穩(wěn)壓器 , 為 AD590提供一個(gè)合理的穩(wěn)定電壓 。 第 10章 熱電勢傳感器 (3)熱電偶參考端補(bǔ)償電路 該種補(bǔ)償電路如下圖 10 23 所示 。 AD590應(yīng)與熱電偶參考端處于同一溫度下 。 AD580是一個(gè)三端穩(wěn)壓器 , 其輸出電壓 VOUT=。 電路工作時(shí) , 調(diào)整電阻 R2使得 : I1=t0 103 mA 這樣在電阻 R1上產(chǎn)生一個(gè)隨參考端溫度 t0變化的補(bǔ)償電壓U1=I1R1。 當(dāng)熱電偶參考端溫度為 t0, 其熱電勢 EAB(t0, 0)≈St0, S為塞貝克系數(shù) （ μv/℃ ） 。 補(bǔ)償時(shí)應(yīng)使 U1與 EAB(t0, 0)近似相等 , 即 R1與塞貝克系數(shù)相等 , 不同分度號(hào)的熱電偶 , R1的阻值亦不同 。 第 10章 熱電勢傳感器 10 第 10章 熱電勢傳感器 這種補(bǔ)償電路靈敏 、 準(zhǔn)確 、 可靠 、 調(diào)整方便 , 溫度變化在 15~35℃ 范圍內(nèi) , 可獲得 177。 5℃ 的補(bǔ)償精度 。 作業(yè)： P254 151。 157。 158 第 10章 熱電勢傳感器 課間休息 第 10章 熱電勢傳感器 第 10章 熱電勢傳感器 10 17 第 10章 熱電勢傳感器 10 I1=I2 V3,V4測溫 第 10章 熱電勢傳感器 10 第 10章 熱電勢傳感器 10 第 10章 熱電勢傳感器 圖 10 13 第 10章 熱電勢傳感器 圖 10 14 第 10章 熱電勢傳感器 圖 10 15 第 10章 熱電勢傳感器 10 ),(),(),( 00 TTETTETTE CABCABAB ??第 10章 熱電勢傳感器 T T0 A B C C T0 圖 10－ 8 具有三種導(dǎo)體的熱電路回路 第 10章 熱電勢傳感器 第 10章 熱電勢傳感器 第 10章 熱電勢傳感器 第 10章 熱電勢傳感器 第 10章 熱電勢傳感器 第 10章 熱電勢傳感器 假設(shè) NA NB， T T0，則熱電偶回路中產(chǎn)生的總熱電勢為 EAB(T, T0) = EAB(T)+EB(T, T0) － EAB(T0)－ EA(T, T0) 由于溫差電勢比接觸電勢小很多 , 可忽略 , 從而得 EAB(T, T0) = EAB(T)－ EAB(T0)
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