传感器笔记概要

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一.
1.检测技术是人们为了对被测对象所包含的信息进行定性的了解和定量的掌握所采取的一系列技术措施。

检测技术作为信息科学的一个重要分支,是实现信息化的基础技术之一。

一个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、测量电路和显示记录装置、电源和传输通道等几部分组成,分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能。

数字信号检测系统有绝对码数字式和增量码数字式。

当传感器输出的编码与被测量一一对应,称为绝对码。

当传感器输出增量码信号,即信号变化的周期数与被测量成正比,称为增量码。

2.传感器是把被测量转换成电学量的装置,是检测系统与被测对象直接发生联系的部件。

3.显示记录装置主要作用是使人们了解被测量的大小或变化的过程。

常用的有模拟显示、数字显示和图像显示三种。

4.测量是指人们用实验的方法,借助于一定的仪器或设备,将被测量与同性质的单位标准量进行比较,并确定被测量对标准量的倍数,从而获得关于被测量的定量信息。

测量的结果包括数值大小和测量单位两部分。

测量方法按照测量手续可以将测量方法分为直接测量和间接测量;按照获得测量值的方式可以分为偏差式测量、零位式测量和微差式测量;此外,根据传感器是否与被测对象直接接触,可区分为接触式测量和非接触式测量;而根据被测对象的变化特点又可分为静态测量和动态测量等。

5.绝对误差 0x x -=
δ 相对误差 %100%1000
0⨯-=⨯=
x x x x r δ 6.系统误差 在相同的条件下,多次重复测量同一量时,误差的大小和符号保持不变,或
按照一定的规律变化,这种误差称为系统误差。

检测装置本身性能不完善、测量方法不完善、测量者对仪器使用不当、环境条件的变化等原因都可能产生系统误差。

精确度是测量的正确度和精密度的综合反映。

精确度高意味着系统误差和随机误差都很小。

a)b)
c)
(a )准确度高而精密度低 (b )准确度低而精密度高 (c )精确度高
7. 热电偶测温时,冷端温度的变化会引起变值系统误差。

在测量系统中采用补偿电桥,就可以起到自动补偿作用。

8传感器的命名 由主题词加四级修饰语构成。

主题词——传感器;第一级修饰语——被测量,包括修饰被测量的定语;第二级修饰语——转换原理,一般可后续以“式”字;第三
级修饰语——特征描述,指必须强调的传感器结构、性能、材料特征、敏感元件及其它必要的性能特征,一般可后续以“型”字;第四级修饰语——主要技术指标(量程、精确度、灵敏度等)。

100mm 应变计式位移传感器
传感器的代号 依次为主称(传感器) 被测量—转换原理—序号 主称——传感器,代号C ; 被测量——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。

见附录表2;转换原理——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。

见附录表3;序号——用一个阿拉伯数字标记,厂家自定,用来表征产品设计特性、性能参数、产品系列等。

例:应变式位移传感器: C WY-YB-20;光纤压力传感器:C Y-GQ-2。

差动技术是传感器中普遍采用的技术。

它的应用可显著地减小温度变化、电源波动、外界干扰等对传感器精度的影响,抵消了共模误差,减小非线性误差等。

不少传感器由于采用了差动技术,还可使灵敏度增大。

静态特性技术指标 线性度 y=a 0+a 1x+a 2x 2+a 3x 3+…+a n x n
x —输入量; y —输出量; a 0—零点输出;a 1—理论灵敏度; a 2、a 3、 … 、 a n —非线性项系数。

直线拟合的办法 非线性误差或线性度 通常用相对误差γL 表示:γL =±(ΔLmax/y FS )×100%
ΔLmax 一最大非线性误差; y FS —量程输出。

最小二乘法拟合 设拟合直线方程:y=k x+b 原理就是使∑∆2i
为最小值,即
()[]
min
2
1
1
2=+-=

∑∑==n
i i i
n
i i
b kx y
得到k 和b 的表达式
()
∑∑∑∑∑--=
2
2i i i
i i i x x n y x y x n k
()
∑∑∑∑∑∑--=
2
22i
i
i
i
i
i
i
x x n y x x y x b
迟滞
()%100/max ⨯∆=FS H H y γ
重复性
()%100/max ⨯∆±=FS R R y γ
灵敏度与灵敏度误差
K=Δy/Δx γs =(Δk/k)×100% 分辨力与阈值
分辨力是指传感器能检测到的最小的输入增量。

分辨力用绝对值表示,用与满量程的百分数表示时称为分辨率。

在传感器输入零点附近的分辨力称为阈值。

稳定性
稳定性是指传感器在长时间工作的情况下输出量发生的变化,有时称为长时间工作稳定性或零点漂移。

温度稳定性
指传感器在外界温度下输出量发生的变化。

温度稳定性误差用温度每变化若干℃的绝对误差或相对误差表示,每℃引起的传感器误差又称为温度误差系数。

抗干扰稳定性
指传感器对外界干扰的抵抗能力,例如抗冲击和振动的能力、抗潮湿的能力、抗电磁场干扰的能力等。

静态误差
静态误差是指传感器在其全量程内任一点的输出值与其理论值的偏离程度。

()2
1
11
∑=∆-=
n
i i y n σy i —各测试点的残差; n 一测试点数
取 2 σ和 3 σ值即为传感器的静态误差。

静态误差也可用相对误差来表示,即
()%100/3⨯±=FS y σγ 2
222S
R L H γγγγγ
+++±=
精确度
与精确度有关指标:精密度、准确度和精确度(精度) 精密度:说明测量传感器输出值的分散性,即对某一稳定的被测量,由同一个测量者,用同一个传感器,在相当短的时间内连续重复测量多次,其测量结果的分散程度。

准确度:说明传感器输出值与真值的偏离程度。

精确度高表示精密度和准确度都比较高。

二阶传感器的阶跃响应
令x=A 单位阶跃响应通式kA y dt dy dt y d =++/2/222ξττω0——传感器的固有频
率;ζ——传感器的阻尼比特征方程022002=++ωλξωλ根据阻尼比的大小不同,分为
四种情况:
1)0<ξ<1(有阻尼):该特征方程具有共轭复数根 τξξλ/)1(22,1-±-
=j 方程通解
3222
1/1sin
1cos )(A t A t A e
t y t +⎥⎥⎦

⎢⎢⎣
⎡-+--=-τξτξτ
ξ根据t →∞,y →kA 求出A 3;根据

始条

,0)0(,0)0(,0===y
y t 求出A 1

A 2


()⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-+----=ξξτξξτξ22
21a r c t a n 1sin 1)
/exp(1t t kA t y 其曲线如图,这是
一衰减振荡过程,ξ越小,振荡频率越高,衰减越慢。

2)ξ=0(零阻尼):输出变成等幅振荡,即
()[])/sin(10ϕτ+-=t kA t y
3) ξ=1 (临界阻尼):特征方程具有重根-1/τ,过渡函数为
()⎥⎦
⎤⎢⎣⎡----=)/exp()/exp(1τττt t t kA t y
4)ξ>1(过阻尼):特征方程具有两个不同的实根
τξξλ/)1(22,1-±-=
过渡函数为
⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣
⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+----+⨯=t t kA y τξξξξξτξξξξξ1exp 1211exp 1211222222 上两式表明,当ξ≥1时,该系统不再是振荡的,而是由两个一阶阻尼环节组成,前者两个
时间常数相同,后者两个时间常数不同。

二.
1.电阻的灵敏系数 ε
ρ
ρμε
/210∆+
+=∆=
R
R k
金属材料:k 0以前者为主,则k 0≈1+2μ=1.7~3.6 半 导 体:k 0值主要是由电阻率相对变化所决定
ε0k R
R
==∆
2
3.温度误差及其补偿
应变片的自补偿法
粘贴在被测部位上是一种特殊应变片,当温度变化时,产生的附加应变为零或相互抵消,这种应变片称为温度自补偿应变片。

利用这种应变片来实现温度补偿的方法称为应变片自补偿法。

a. 选择式自补偿应变片
实现温度补偿的条件为()00
=∆-+∆=
t K t
s g t ββαε当被测试件的线膨胀系数βg 已知时,选择敏感栅材料,使()s g K ββα--=0
即可达到温度自
补偿的目的。

优点:容易加工,成本低,缺点:只适用特定试件材料,温度补偿范围也较窄
b. 双金属敏感栅自补偿应变片
敏感栅丝由两种不同温度系数的金属丝串接组成 选用两者具有不同符号的电阻温度系数 调整R 1和R 2的比例,使温度变化时产生的电阻变化满足 t 2t 1)()(R R ∆-
=∆ )
()(//111222
112
221ββαββα-+-+-=∆∆-=g g t t K K R R R R R R 通过调节两种敏感栅的长度来控制应变片的温度自补偿,可达±0.45με/℃的高精度
4.单臂电桥非线性误差及其补偿 实际输出电压 ⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛∆+∆⋅=∆+∆=
R R R R U R R R U U 211
424i i
0电桥的相对非线性误差为 εδK R R R R R R U U 2
1
211211121111
'00
-=∆⋅-=-∆⋅-
≈-⎪⎪⎭

⎝⎛∆⋅+=-=-
电阻式传感分类
变位器式传感器 电阻应变式传感器 三.
1.电容式传感器是将被测参数变换成电容量的测量装置。

电容式位移传感器 电容式加速度传感器 电容式压力传感器 2.电容式传感器工作原理δ
εεA C 0=
a) 极距δ变化型

1<<∆δ
δ
条件下,电容的变化与极板
间距变化量近似是线性关系。

b)面积变化型:角位移型 平面线位移型 柱面线位移型
变面积式电容传感器输出是线性的,灵敏度为一常数。

c) 介质变化型
主要测量厚度、液位、介质的温度和湿度 3.
边缘效应 理想条件下,平行板电容器的电场均匀分布于两极板所围成的空间,这仅是简化电容量计算的一种假定。

当考虑电场的边缘效应时,情况要复杂的多,边缘效应的影响相当于传感器并联一个附加电容,引起了传感器灵敏度下降和非线性增加。

① 为克服边缘效应,首先应增大初始电容量C 0,即增大极板面积,减小极板间隙。

② 在结构上增设等位环来消除边缘效应。

原理:等位环安放在上面电极外,且与上电极绝缘组
等电位,这样就能使上电极的边缘电力线平直,两极间电场基本均匀。

而发散的边缘电场发生在等位环的外周不影响工作。

四.电感式传感器 1.
分类
2.
33
121
1
112200
001112222
2
31211122002,,,,,,()i mi i i i i mi
i l l l R s S S S S l S l S N N L R S S S δμμμμμδμμδμμμ=====++
==
++∑∑
∑总磁阻
分别为气隙的磁导率、气隙和截面积。

分别为铁心的磁导率、长度和截面积。

分别为衔铁的磁导率、长度和截面积。

铁心的结构和材料确定后,自感是气
隙厚度和气隙截面积的函数。

3. 4.
变面积式自感传感器
2r
l δμμμ==1气隙不变,
22000/r
r N N L s K s l l
l l s
s
δ
δμμμμμ'=
==++
灵敏度
K
ds
dL
k'
=
=
输入与输出呈线性关系,得到较大的线性范围,灵敏度较低。

5.自感线圈的等效电路
自感线圈不是一个纯电感,除了电感量L之外,还存在线圈的铜耗、铁心的涡流及磁滞损耗。

,。

7.低频透射式涡流传感器的工作原理如右图所示,发射线圈ω1和接收线圈ω2分别置于被测金属板材料G的上、下方。

由于低频磁场集肤效应小,渗透深,当低频(音频范围)电压e1加到线圈ω1的两端后,所产生磁力线的一部分透过金属板材料G,使线圈ω2产生感应电动势e2。

但由于涡流消耗部分磁场能量,使感应电动势e2减少,当金属板材料G越厚时,损耗的能量越大,输出电动势e2越小。

因此,e2的大小与G的厚度及材料的性质有关,试验表明,e2随材料厚度h的增加按负指数规律减少,如图所示,因此,若金属板材料的性质一定,则利用e2的变化即可测量其厚度。

五.
1.压电效应:某些电介质物质,在沿一定方向上受到外力的作用而变形时,内部会产生极化现象,同时在其表面上产生电荷;当外力去掉后,又重新回到不带电的状态,这种将机械能转变为电能的现象,称为“顺压电效应”。

相反,在电介质的极化方向上施加电场,它会产生机械变形,当去掉外加电场时,电介质的变形随之消失。

这种将电能转换为机械能的现象,称为“逆压电效应”。

2.石英晶体有天然和人造石英单晶两种。

石英晶体属六方晶系,是一个正六面体,有右旋和左旋石英晶体之分,在晶体学中用三根互相垂直的轴Z、X、Y 表示它的坐标。

Z 轴为光轴(中性轴),它是晶体的对称轴,光线沿Z轴通过晶体不产生双折射现象,因而它的贡献是作为基准轴。

X 轴为电轴(垂直于光轴),该轴压电效应最显著,它通过正六棱柱相对的两个棱线且垂直于光轴Z,显然X轴共有三个。

Y 轴为机械轴(力轴),显然也有三个,它垂直于两个相对的表面,在此轴上加力产生的变形最大。

当石英晶体未受力作用时,正、负离子(即Si4+和2O2−)正好分布在正六边形的顶角上,形成三个大小相等,互成120°夹角的电偶极矩p1、p2 和p3。

电偶极矩的矢量
和等于零,即这时晶体表面不产生电荷,石英晶体从整体上呈电中性。

当石英晶体受到沿X方向的压缩力作用时,晶体沿X方向产生压缩变形,
正、负离子的相对位置随之变动,正、负电荷中心不再重合,电偶极矩在X轴方向的分量,,在X轴的正方向的晶体表面上出现正电荷。

而在Y轴和Z轴方向的分量均为零。

在垂直于Y轴和Z轴的晶体表面上不出现电荷。

这种沿X轴作用力,而在垂直于此轴晶面上产生电荷的现象,称为“纵向压电效
应”。

(见图b)当石英晶体受到沿Y轴方向的压缩力作用时,电偶极矩在X轴方向的分量,在X轴的正方向的晶体表面上出现
负电荷。

(这种情况等同于沿X轴方向的拉力作用),同样在垂直于Y轴和Z轴的晶面上不出现电荷。

这种沿Y轴作用力,而在垂直于X轴的晶面上产生电荷的现象,称为“横向压电
效应。

”(见图c)。

当晶体受到沿Z轴方向的力(无论是压缩力或拉伸力)作用时,因为石英晶体在X轴方向和Y方向的变形相同,正、负电荷中心始终保持重合,电偶极矩在X、Y方向的分量等于零。

所以沿光轴方向施加作用力,石英晶体不会产生压电效应。

当作用力Fx或Fy的方向相反时,电荷的极性随之改变。

如果石英晶体的各个方向同时受到均等的作用力(如液体压力),石英晶体将保持电中性。

所以石英晶体没有体积变形的压电效应。

压电陶瓷是人工制造的多晶压电材料它由无数细微的电畴组成,这些电畴实际上是自发极化的小区域,自发极化的方向完全是任意排列的。

在无外电场作用时,从整体来看,这些电畴的极化效应被互相抵消,使原始的压电陶瓷呈电中性,不具有压
电性质。

为了使压电陶瓷具有压电效应,必须进行极化处理。

所谓极化处理,就是在一定温度下对压电陶瓷施加强电场(如20~30kv/cm直流电场),经过2~3小时以后,压电陶瓷就具备压电性能了,这是因为陶瓷内部的电畴的极化方向在外电场作用下都趋向于电场的方向,这个方向就是压电陶瓷的极化方向,通常取 z 轴方向。

经过极化处理的压电陶瓷,在外电场去掉后,其内部仍存在着很强的剩余极化强度,当压电陶瓷受外力作用时,电畴的界限发生移动,因此剩余极化强度将发生变化,压电陶瓷就呈现出压电效应。

压电式传感器的等效电路:压电式传感器对被测量的感受程度是通过其压电元件产生电荷量大小来反映的,因此它相当于一个电荷源,而压电元件电极表面聚集电荷
时,它又相当于一个以压电材料为电介质的电容器。

六.
每一个光子能量为:
1.光电效应:当光照射物体时,物体受到一连串具有能量的光子的轰击,物体中的电子吸收入射光子的能量,而发生相应的效应(如发射电子、电导率变化或产生电动势)。

外光电效应:在光照作用下,物体内电子逸出物体表面,形成光电流。

光子能量被电子吸收后,能量转化为电子逸出功A0和动能,即:
m——电子质量;v0——电子逸出速度;A0——物体的表面电子
逸出功。

“红限”,其临界波长λK为c——光在真空中的速度。

外光电效应典型元件有光电管、光电倍增管等。

内光电效应:又称光导电效应,在光照作用下,物体导电性能(如电阻率发生变化)发生改变的现象。

典型的光电元件有光敏电阻等。

光生伏特效应:在光线作用下,能使物体产生一定方向的电动势的现象。

典型光电元件有光电池、光敏(电)二极管、光敏(电)三极管等。

2. 光纤传感器
光纤的分类
按折射率变化规律分类阶跃型阶跃光纤的纤芯与包层间的折射率阶跃变化的,即纤芯内的折射率分布大体上是均匀的,包层内的折射率分布也大体均匀,均可视为常数,但是纤芯和包层的折射率不同,在界面上发生突变,如图所示。

光线的传
播,依靠光在纤芯和包层界面上发生的内全反射现象。


度型梯度光纤纤芯内的折射率不是常量,而是从中心轴线开始沿径向大致按抛物线形状递减,中心轴折射率最大。

因此,光纤在纤芯中传播时会自动地从折射率小的界面向中心会聚,光纤传播的轨迹类似正弦波形。

梯度光纤又称为自聚焦光纤。

按传输模式光纤传输模式是指光波传播的途径和方式。

对于不同入射角度的光线,在界面反射的次数是不同的,传递的光波之间的干涉所产生的横向强度分布也是不同的,这就是传播模式不同。

一般纤芯直径为2~12μm,只能传输一种模式称为单模光纤。

这类光纤传输性能好,信号畸变小,信息容量大,线性好,灵敏度高,但由于纤芯尺寸小,制造、连接和耦合都比较困难。

纤芯直径较大(50~100μm),传输模式较多称为多模光纤,这类光纤的性能较差,输出波形有较大的差异,但由于纤芯截面积大,故容易制造,连接和耦合比较方便。

3.光纤特性
1)数值孔径
数值孔径反映纤芯接收光量的多少,是标志光纤接收性能的一个重要参数。

2)损耗:
光纤吸收损耗、散射损耗以及弯曲损耗等。

定义损耗系数
吸收损耗,目前常用的光纤材料有石英玻璃、多成分玻璃、复合材料等。

在这些材料中,由于存在杂质离子、原子的缺陷等都会吸收光,从而造成材料损耗。

散射损耗,是由于材料密度及浓度不均匀引起的。

光纤拉制时粗细不均匀,造成纤维尺寸沿轴线变化,同样会引起光的散射损耗。

另外纤芯和包层界面的不光滑、污染等,也会造成严重的散射损耗。

弯曲损耗是使用过程中可能产生的一种损耗。

光纤弯曲会引起传输模式的转换,激发高阶模进入包层产生损耗。

4.光纤传感器由光源、敏感元件(光纤或非光纤的)、光探测器、信号处理系统以及光纤等组成。

由光源发出的光通过源光纤引到敏感元件,被测参数作用于敏感元件,在光的调制区内,使光的某一性质受到被测量的调制,调制后的光信号经接收光纤耦合到光探测器,将光信号转换为电信号,最后经信号处理得到所需要的被测量。

根据光纤在传感器中的作用光纤传感器分为
功能型(将“传”和“感”合为一体的传感器。

光纤不仅起传光作用,而且还利用光纤在外界因素(弯曲、相变)的作用下,其光学特性(光强、相位、偏振态等)的变化来实现“传”和“感”的功能。

因此,传感器中光纤是连续的。

由于光纤连续,增加其长度,可提高灵敏度。

)、
非功能型(光纤仅起导光作用,只“传”不“感”,对外界信息的“感觉”功能依靠其他物理性质的功能元件完成。

光纤不连续。

)和
拾光型(用光纤作为探头,接收由被测对象辐射的光或被其反射、散射的光。

其典型例子如光纤激光多普勒速度计、辐射式光纤温度传感器等。

)三大类。

根据光受被测对象的调制形式形式:
强度调制型(是一种利用被测对象的变化引起敏感元件的折射率、吸收或反射等参数的变化,而导致光强度变化来实现敏感测量的传感器。

有利用光纤的微弯损耗;各物质的吸收特性;振动膜或液晶的反射光强度的变化;物质因各种粒子射线或化学、机械的激励而发光的现象;以及物质的荧光辐射或光路的遮断等来构成压力、振动、温度、位移、气体等各种强度调制型光纤传感器。

优点:结构简单、容易实现,成本低。

缺点:受光源强度波动和连接器损耗变化等影响较大。

)、
偏振调制(是一种利用光偏振态变化来传递被测对象信息的传感器。

有利用光在磁场中媒质内传播的法拉第效应做成的电流、磁场传感器;利用光在电场中的压电晶体内传播的泡尔效应做成的电场、电压传感器;利用物质的光弹效应构成的压力、振动或声传感器;以及利用光纤的双折射性构成温度、压力、振动等传感器。

这类传感器可以避免光源强度变化的影啊,因此灵敏度高。

)、
频率调制(是一种利用单色光射到被测物体上反射回来的光的频率发生变化来进行监测的传感器。

有利用运动物体反射光和散射光的多普勒效应的光纤速度、流速、
振动、压力、加速度传感器;利用物质受强光照射时的喇曼散射构成的测量气体浓度或监测大气污染的气体传感器;以及利用光致发光的温度传感器等。

)、
相位调制(基本原理是利用被测对象对敏感元件的作用,使敏感元件的折射率或传播常数发生变化,而导致光的相位变化,使两束单色光所产生的干涉条纹发生变化,通过检测干涉条纹的变化量来确定光的相位变化量,从而得到被测对象的信息。

)。

七.
热电阻效应——物质的电阻率随温度变化而变化的现象。

金属原子最外层的电子能自由移动,当加上电压以后,这些无规则移动的电子就按一定的方向流动,形成电流。

随着温度的增加,电子的热运动剧烈,电子之间、电子与振动的金属离子之间的碰撞机会就不断增加,因此电子的定向移动将受到阻碍,金属的电阻率也随之增大。

铂是一种贵重金属,其物理和化学性能非常稳定,是制造热电阻的最好材料,主要作标准电阻温度计。

铜可用来制造-50~150℃范围内工业用电阻温度外,特点是价格低廉,缺点是电阻率低,且容易氧化,一般用在较低温度和没有水分和浸蚀性的介质之中。

铂电阻的特点即便在氧化性介质中,其物理、化学性能都很稳定;易提纯,复现性好,有良好的工艺性有较高的电阻率;在还原性介质中性能易受影响;电阻温度系数不太高;价格贵。

铜电阻的特点电阻率小;容易氧化;价格便宜。

随着温度的升高,半导体中参加导电的载流子数目就会增多,故半导体导电率就增加,它的电阻率也就降低了。

热敏电阻是利用半导体的电阻值随温度显著变化这一特性制成的热敏元件。

它是由某些金属氧化物按不同的配方比例烧结制成的。

在一定的范围内,根据测量热敏电阻阻值的变化,便可知被测介质的温度变化。

NTC热敏电阻具有负的电阻温度系数,随温度上升而阻值下降。

CTR热敏电阻随温度变化的特性属剧变型,具有开关特性,如左图所示。

当温度高于居里点T C时,其阻值会减小到临界状态,突变的数量级为2~4。

因此又称这类热敏电阻为临界热敏电阻。

PTC热敏电阻是以钛酸钡掺合稀土元素烧结而成的半导休陶瓷元件,具有正温度系数。

其温度特性曲线如左图所示,从特性曲线上可以看到PTC热敏电阻具有以下特性:
(1) 当温度低于居里点T C时,具有半导体特性;
(2) 当温度高于居里点T C时,电阻值随温度升高而急剧增大,至T N温度时出现负阻现象;
(3) 具有通电瞬间产生强大电流而后很快衰减的特性。

基于PTC热敏电阻的特性,可利用其自控作用,做成各种恒温器、限流保护元件或温控开关。

还可以用PTC组成发热元件,功率一般为几瓦到数百瓦
,。

热敏电阻的特点:电阻温度系数大,灵敏度高;形状多样,体积小,热惯性小,响应速度快电阻值大,远距离测量时可不考虑导线电阻的影响;在-50︒C~350︒C范围内具有良好的稳定性;阻值分散性大、复现性差;非线性大;老化较快。

热电偶的基本定律
热电偶的使用
冷端温度补偿及修正
1)0℃恒温法
将热电偶的冷端置于冰水混合物中,保证冷端温度恒定为0℃。

根据热电偶测得的输出热电势,再查找该热电偶的分度表,即可得到测量端的温度。

2)热电势修正法
在实际使用中,使冷端保持在0℃很不方便,有时也使冷端保持在某一恒定的温度T n,这种情况下采取热电势修正法。

E AB(T,T0)=E AB(T,T n)+E AB(T n,T0) E AB(T,T n) —实测值E AB(T n,T0) —冷端为0℃时,工作端为T n区段热电势,可查分度表得到,即为修正法。

3)电桥补偿法
电桥补偿法是利用不平衡电桥产生的电势来补偿热电偶因冷端温度不在0℃时引起的热。

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