[工學(xué)]第8章熱電式傳感器(參考版)
2025-01-22 12:05本頁(yè)面
【正文】 脈管炎患者的腿部遠(yuǎn)紅外熱像圖，患腿由于血管疾病而血流不暢，導(dǎo)致低溫。乳窩處的熱區(qū)為正常的升溫。 左乳確診乳腺癌，遠(yuǎn)紅外熱像顯示，血管明顯增粗、代謝旺盛。 在乳腺早期癌變 尚未形成明顯的腫塊時(shí)， 其局部組織即會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變化，如局部血管增生、擴(kuò)張、迂曲（熱圖顯示為血管倒粗或環(huán)狀和網(wǎng)狀血管），局部組織代謝旺盛，其溫度即可升高。 ? 醫(yī)用紅外熱像儀一般由：鏡頭、紅外探測(cè)器、信號(hào)處理單元和顯示部分組成 ? 任何物體在常規(guī)環(huán)境下都會(huì)不停的輻射出 熱紅外能量 ，即紅外線(xiàn)輻射； ? 正常人體的溫度分布具有一定的 穩(wěn)定性和對(duì)稱(chēng)性 ； ? 人體某處存在疾患或功能發(fā)生改變時(shí)，該處血流和細(xì)胞代謝會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致局部溫度改變，表現(xiàn)為溫度偏高或偏低。紅外輻射測(cè)溫裝置就是通過(guò)檢測(cè)人體 表面的紅外線(xiàn)輻射能量 ，從而確定體表的溫度。 集成溫度傳感器主要類(lèi)型： ?電壓型，三線(xiàn)制，溫度系數(shù) ku＝ 10mV/℃ ， LM34/35， LM135/235， … ； ?電流型，兩線(xiàn)制，溫度系數(shù) kI＝ 1?A/℃ ， AD590/592， LM134/234， … 。由圖可見(jiàn)，R１ 的電壓應(yīng)為Ｖ Ｔ 1和Ｖ Ｔ 2的基極發(fā)射極電壓差。 ）（Cgobe ITQkTQEV ??ln??VＴ 2 VＴ 1 基本原理 ? 集成溫度傳感器中均采用一對(duì)非常匹配的差分對(duì)管作為溫度敏感元件，使其直接給出正比于絕對(duì)溫度的嚴(yán)格的線(xiàn)性輸出。此外溫敏晶體管 Ube值在同一生產(chǎn)批量中，可能有177。 C 虛地 R V A + E RC Ube 溫敏晶體管測(cè)溫電路 ?溫敏三極管為負(fù)反饋元件 , 電流 Ic=E/Rc， Ic恒定 ?Vbe與 T近似線(xiàn)性 ,改變導(dǎo)通電阻，得到輸出電壓 ）（Cgobe ITQkTQEV ??ln?? ? 將溫敏晶體管及其輔助電路集成在同一芯片的集成化溫度傳感器。如此連接的目的是使發(fā)射極為正偏。 三極管溫度傳感器是負(fù)溫度系數(shù)溫度傳感器。 Ego為 OK下硅的禁帶寬度 , γ 為常數(shù) ,其值一般在 3～ 5之間。 ??、PN結(jié)測(cè)溫的基本電路 調(diào)節(jié) RP使 uA表讀數(shù)為 0，當(dāng)溫度下降時(shí)， PN結(jié)正向壓降增大， V1V2， uA表有讀數(shù) ?利用三極管發(fā)射極正向電壓 Ube隨溫度上升而下降的原理。 )/ln(0 FgF ITQkTQEV ????)/e x p ( 0 kTETI gS ?? ??二極管端電壓： ?在一定電流下，二極管正向電壓隨溫度的升高而降低，呈負(fù)溫度系數(shù)， VFT呈線(xiàn)性。 ?二極管溫度傳感器、三極管溫度傳感器、集成電路溫度傳感器。 ?測(cè)溫范圍為 50℃ 至 150℃ 。 112dVKTdT ??? ? ?銅－康銅（常用） 鉻鎳合金－鉻鋁合金 （最靈敏） 4 5 /vC?8 0 /vC?熱電偶式溫度傳感器 第三節(jié) PN結(jié)型溫度傳感器 ?利用 PN結(jié)的 結(jié)電壓隨溫度成近似線(xiàn)性變化 這一特性實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的檢測(cè)、控制和補(bǔ)償?shù)裙δ堋? ? 熱電偶的靈敏度：不同材質(zhì)做出的熱電偶應(yīng)用于不同的溫度范圍，它們的靈敏度也各不相同。因此，熱電偶必須用 兩種不同材料作熱電極。 ? 熱電偶效應(yīng)可以在很寬的溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)，如果精確測(cè)量這個(gè)電位差，再測(cè)出不加熱部位的環(huán)境溫度，就可以準(zhǔn)確知道加熱點(diǎn)的溫度，這就是 熱電偶測(cè)溫的原理 ?；芈分械碾妱?shì)稱(chēng)為 熱電勢(shì) 或塞貝克電勢(shì) 。測(cè)量時(shí)，因 氣流帶走熱量，使電阻絲的阻值改變 ，造成電橋相應(yīng)的輸出，從而測(cè)出氣流量。 熱敏式呼吸流量傳感器 ? 理論基礎(chǔ)：當(dāng)氣流通過(guò)溫度較高的熱源時(shí)要帶走一部分熱量，在熱交換面積一定的前提下，其傳導(dǎo)熱量的大小只與氣流的速度有關(guān)。 （ 2）恒壓源供電，以 I作為溫度指
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