[工學(xué)]第8章熱電式傳感器-展示頁
2025-01-28 12:05本頁面
【正文】 ：不從被測物體上吸收熱量；不會干擾被測對象的溫度場；連續(xù)測量不會產(chǎn)生消耗；反應(yīng)快等。 非接觸 式溫度傳感器主要是利用被測物體熱輻射而發(fā)出紅外線，從而測量物體的溫度，可進行遙測。物理現(xiàn)象 體積熱膨脹 電阻變化 溫差電現(xiàn)象 導(dǎo)磁率變化 電容變化 壓電效應(yīng) 超聲波傳播速度變化 物質(zhì) 顏色 P–N結(jié)電動勢 晶體管特性變化 可控硅動作特性變化 熱、光輻射 種類 鉑測溫電阻、熱敏電阻 熱電偶 BaSrTiO3陶瓷 石英晶體振動器 超聲波溫度計 示溫涂料 液晶 半導(dǎo)體二極管 晶體管半導(dǎo)體集成電路溫度傳感器 可控硅 輻射溫度傳感器 光學(xué)高溫計 2. 玻璃制水銀溫度計 6. 氣體壓力溫度計 1． 熱鐵氧體 2． FeNiCu合金 接觸式 溫度傳感器的特點：由于被測物體的 熱量傳遞 給傳感器，降低了被測物體溫度，特別是被測物體熱容量較小時，測量精度較低。因此采用這種方式要測得物體的真實溫度的前提條件是被測物體的熱容量要足夠大。其制造成本較高，測量精度卻較低。 第八章 熱電式傳感器 ? 利用某些材料的物理特性與溫度有關(guān)的特性，將溫度變化轉(zhuǎn)化為電量變化的器件稱為 熱敏器件 。 利用這一原理制成的溫度敏感元件稱為 熱敏電阻 ，一般采用 導(dǎo)體 和 半導(dǎo)體 材料 式中： R0 — 元件在 T0 時的電阻； a — T0 時的電阻溫度系數(shù)； RT — 溫度為 T 時元件的電阻值 。 溫度系數(shù) a表征電阻的阻值 隨溫度變化的程度 。 單晶半導(dǎo)體的 a也是 正 的，但隨摻雜的增 加而減小 。 一 .金屬熱電阻 ? 原理：熱電阻效應(yīng) — 大多數(shù)金屬導(dǎo)體的電阻都隨溫度而變化。 ? 熱電阻 感溫元件 — 純金屬材料，其 性能要求 ： ?大則靈敏度高； 物理 化學(xué)性能穩(wěn)定； ?恒定，以保證線性關(guān)系； ?大，體積尺寸小。鉑電阻的輸出 輸入特性接近 線性 ，且 測量精度高 ，所以它能用作工業(yè)測溫元件和作為溫度標準。 ? 鉑電阻阻值與溫度變化之間的關(guān)系可近似表示： 在 0～ 660℃ 溫度范圍內(nèi) 在 190～ 0℃ 溫度范圍內(nèi) 式中 A—— 常數(shù) ( 103/℃) ； B—— 常數(shù) ( 107/℃ 2)； C—— 常數(shù) ( 1012/℃ 4)。銅電阻阻值與溫度變化之間的關(guān)系可近似表示： 式中 A—— 103/℃ ； B—— 107/℃ 2； C—— 109/℃ 3。 Rt=R0(1+At+Bt2+Ct3) 當外界條件改變時，傳感器的阻值 RT會有相應(yīng)的變化，這時電橋平衡破壞，橋路兩端的電壓 Vs也隨之而變，由于 Vs能反映出橋臂電阻的微小變化，因此通過測量輸出電壓即可以檢測外界條件的變化。 ? 基本參數(shù) 標稱電阻 R25， 250C時的電阻值，由材料和幾何尺寸決定 材料常數(shù) B（單位 K），由材料決定， B越大，靈敏度越高 溫度系數(shù) （ %/0C),溫度變化 10C，阻值相對變化的大小，決定熱敏電阻的靈敏度 二 .半導(dǎo)體熱敏電阻 按 物理特性 ，可分為三類： (1).負溫度系數(shù)熱敏電阻 (NTC) —— 溫度測量，補償元件 (2).正溫度系數(shù)熱敏電組 (PTC) —— 溫度控制，限流元件； (3).臨界溫度系數(shù)熱敏電阻 (CTR)
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