【正文】 2. 調(diào)制型 熒光 光纖溫度傳感器 熒光光纖溫度傳感器的實驗系統(tǒng)框圖 原理 :有些 熒光物質(zhì) 受激發(fā)射的 某些譜線的強度 隨 T變化，測量前者確定熒光物質(zhì)所處的 T變化。 負(fù)載電容器 C是固定電容器， Cd是可變電容器。 彎曲振動模式， 靈敏度高 (可達(dá) 85 六、諧振式溫度計 撬曲振動片棒縱向波諧振式溫度計 T0為任選的基準(zhǔn)溫度； f0(T0)為 T0時傳感器的頻率； α 、 β 、 γ 依次為一階、二階、三階溫度系數(shù)，取決于水晶切型材料的楊氏模量。 石英晶體諧振器 f的 а T高達(dá) 75 106/℃ ，分辨率為 ℃ ，但僅用于 500℃ 以下。是 一種由表面波器件和電路組成的振蕩器 表面波溫度傳感器的頻溫特性如圖 四、表面波溫度傳感器 40 20 0 20 40 60 80溫度( 0 ℃)f(HZ)氣體中聲速 取決于 氣體的種類、壓力、密度及 溫度 T。石英在 0℃ 時頻率為28208MHz，溫度特性為 1KHz/℃ , 可測量 102～ 103的 T變化，測量范圍為 80～ 250℃ 。 （ BaSr） TiO3 40 80 12024682468T( C )F(mHz)C( F)181。 二、熱敏電容 0 40 60 801416182022C(181。誤差 小 。 將 T刻度的 鎢絲發(fā)出的單色亮度 和被測物體的單色亮度一樣時，由 鎢絲燈的 T確定被測物體的溫度 光學(xué)高溫計 物體被加熱時 顏色 隨 T改變， T愈高物體愈亮， 理想黑體的 光譜輻射亮度 用 普朗克公式 表示： C C2為普朗克常數(shù)， λ 為波長， T為絕對溫度 用光電器件把 物體的輻射能 轉(zhuǎn)換成 與之成一定比例的電信號的器件。 中央接合處是 熱接點 ，外圍部分的接點為 冷接點 。鉑片接收熱量 T升高 鉑片是 全部輻射能 熱量 溫度的轉(zhuǎn)換器 測出鉑片 T就可測出對象 T’。 K負(fù) 載 RR G蜂 鳴 器L E D+T T 2 0 1一、熱輻射溫度傳感器 理論上絕對黑體接收被測對象發(fā)出的所有波長的全部輻射能量 Eb。 T下降 到比開關(guān)溫度 T0低時，在電源電壓周期內(nèi)，當(dāng)電壓到達(dá)零交叉點時就斷開。 當(dāng) T超過設(shè)定 時溫控管導(dǎo)通，被整流的半波電流流過負(fù)載。微安表反映兩點的溫差值。電源電壓選 8V以上時，運放才能正常工作。設(shè)測試電流分別為 I I2，則溫差電流 ⊿I ＝ (I2— I1)與 (T2— T1)成正比。t(℃) 其工作溫度范圍為 55～+150℃ ，靈敏度為 10mV/k。如此反復(fù)就實現(xiàn)了溫度控制。 當(dāng) T比 T0低 時， AD590上流過的電流小， V較小，比較器輸出 V0為高， T T2導(dǎo)通，加熱器加熱。 R R2和 RW上、晶體管、R4和 RW下組成測溫電橋。 感溫元件用 NPN的 be結(jié)。 周而復(fù)始，具有滯回特性，溫度控制在 T0 處（ THLTLH）內(nèi)。 溫度升高 ， Vbe下降 V＋ 下降，升高到 THL后 V＋ ＜ V－ ，運放輸出低電平， J停止加熱。 167。 2．利用柵極分路電阻 KRG KRGAnpnpAKARGKRGAKAnnppR（ a）分路電阻的接法（一） （ b）圖（ a）的等效電路 （ c）分路電阻的接法（二） 由于柵極分路電阻并聯(lián)在發(fā)射結(jié)上， RGA電阻的 分流作用 減小了發(fā)射極注入效率，減小了晶體管的電流增益 a1, RGK的分流作用減小了 a2， 導(dǎo)致開關(guān)溫度的升高 ,且電阻越小分流作用越強，開關(guān)溫度將越高。其方法采用氬離子注入技術(shù)，在 J2結(jié)區(qū)引入晶格缺陷，形成有效的產(chǎn)生 復(fù)合中心。通常從兩方面降低開關(guān)溫度。 T1T2T3T1T2T3T1T2T3IAVA K三、溫敏晶閘管的開關(guān)溫度控制 一般晶閘管的 開關(guān)溫度 onoff都很高，以提高其熱穩(wěn)定性。 此時對應(yīng)的溫度稱為 開關(guān)溫度 ，或稱 導(dǎo)通溫度 。 當(dāng)晶閘管處于正偏且無柵電流時，其陽極電流為： T升高時 ,J2結(jié)反向漏電流 指數(shù)增加 ,相當(dāng)于在柵極注入電流，因 pnp管和 npn管的 正反饋過程 ,便得到放大的陽極電流。 二、晶閘管的溫度特性 電流 電壓特性隨 溫度 的變化而改變。 等效結(jié)構(gòu) 等效電路 KIKIgIB 2IB 1= Ic 2IAAp n pn p np2n1p1p2n1n2IgIB 2IB 1= I c2AIAG2KIKVB ROVhVsVA KISIhIA( 3 )( 2 )( 1 )( 4 )( 5 )反 向 區(qū)陽 極 接負(fù)基本電流 電壓特性 正偏條件下（ 0）～（ 1）是正向阻斷區(qū)，即 關(guān)態(tài) ；（ 1）～（ 3）為 通態(tài) ，處于通態(tài)的晶閘管 即使 去掉柵極偏置，只要電流電壓大于 保持點（ 2） 的保持電流 Ih 和 Vh，仍保持導(dǎo)通狀態(tài) 。 反向工作 時， J1和 J3處于反偏?？梢姡谡?， 通過控制柵極電流 ，可由 斷態(tài)變?yōu)橥☉B(tài) 。 pnp的集電極總是和 npn的基區(qū)連接在一起。包括三個 pn結(jié) J J J3，陽極A和陰極 K，作柵極 G1和 G2。 封裝形式 T052封裝 陶瓷封裝 T092封裝 2． AD590的結(jié)構(gòu)及性能 AD590的外形及符號 ： 用于不同溫度范圍 +A D 5 9 0123+167。在 A。在工作電壓為 +4～+30V、 55～ +150℃ ， I（ μ A）與 T（ K）嚴(yán)格成正比。 V+T3T4T1T2I1I2RITVb e AD590實際電路 T T T T4恒流負(fù)載，為 T T11提供相等恒定電流， T9和 T11發(fā)射結(jié)面積比為γ 。則電路總電流 IT為： 欲使 IT隨 T線性變化， R須用具有零溫度系數(shù)的薄膜電阻。 PTAT是核心電路，原理是輸出電壓與 T成正比， 常用結(jié)構(gòu)為 四端電壓輸出外形結(jié)構(gòu)，如圖 若 輸入與輸出 短接，運放起緩沖作用，輸出為 10mV/K 而輸出電壓的溫度靈敏度即 α T可由 R2/R1和 BG1,BG2射極面積比來調(diào)整。 一、基本原理 0102211221221121lnlnlnlnJAJAIIqkTIIIIqkTIIqkTIIqkTVVVesesesesesesbebebe????????? Ies為發(fā)射結(jié)反向飽和電流，若 Aes為 發(fā)射結(jié)面積 ，且 Ae2/ Ae1=γ 與溫度無關(guān)的常數(shù)，保證I1/I2常數(shù)， ⊿ Vbe是 T的理想的線性函數(shù) 。 電壓 Vbe隨 T近似線性下降 。 T為反饋元件跨接在運放的反相輸入端和輸出端，基極接地。 通常外圍電路 包括 參考電壓源 ﹑ 運放 ﹑ 線性電路等部分。 二、晶體管溫度傳感器 1. 基本原理 式中 Vg0=Eg0/q， A為發(fā)射結(jié)面積、 n與材料和工藝有關(guān)的常數(shù) 當(dāng) Ic一定且 T不太高時 ， Vbe基本與 T線性關(guān)系 ； 當(dāng)溫度較高時，產(chǎn)生一定的非線性偏移。 對于硅 Vf=, T=300K,η=，計算知， αT為 2mV/K。 缺點 ：若一個熱電偶被燒斷，儀表反映不出 回路中總的熱電勢為： 四、若干點溫度之和的測量電路 A A AB BBCCC D D DT0T0T0T0T1T2 T 3儀 表167。 R1R2R3T0T0T0T1T2T3AA AB BE T儀表三、平均溫度測量電路 將同型號的熱電偶 并聯(lián) 。 熱電偶 ? 熱電偶的基本原理 ? 熱電偶的種類和結(jié)構(gòu) ? 熱電偶的實用測量電路 熱電偶的實用測量電路 AAB BCCDT0儀 表T0T0T0T0T0T1T2一、單點溫度測量電路 二、兩點間溫差的測量電路 兩同型號熱電偶，且補償導(dǎo)線相同，使各自產(chǎn)生的熱電勢相互抵消，儀表讀數(shù)即為 T1和 T2的溫度差。 原理圖 R1R2R3RTabTmV是在 熱電偶 和 測量儀表 間接一個 電橋補償器 ，其中R1,R2,R