温度传感器

RT R0e
B(
1 1 ) T0 T
第二类为突变型（CTR）。当温度上升 到某临界点时，其电阻值突然下降 ，可用于 控制温度 。
热敏电阻的外形、结构及符号
a）圆片型热敏电阻 b）柱型热敏电阻 c）珠型 热敏电阻 d）铠装型 e）厚膜型 f）图形符号 1—热敏电阻 2—玻璃外壳 3—引出线 4—紫铜外壳 5—传热安装孔
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分析下列热敏传感器模块工作原理
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第三节
热电偶的工作原理及分类
热电极B 自由端
（参考 端、冷 端）
先看一个实验——热电偶工作原理演示
热电极A
左端称为：
热电势
右端称为：
测量端
（工作 端、热 端）
A
B
结论：
当两个结点温度不相同时，回路中将产生电动势。
从实验到理论：热电效应
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Pt100测温电路分析
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测温原理：电路采用 TL431 和电位器 VR1 调节产生 4.096V 的参考电源；采用 R1、R2、VR2、Pt100 构成测量电桥（其中 R1＝R2，VR2 为 100Ω 精密电阻），当 Pt100 的电阻值和 VR2 的电阻值不相等时，电桥输出一个 mV 级的压差信号，这个压 差信号经过运放 LM324 放大后输出期望大小的电压信号，该信 号可直接连 AD 转换芯片。差动放大电路中 R3＝R4、 R5＝R6、 放大倍数＝R5/R3，运放采用单一 5V 供电。
非标热敏电阻（续）
非标热敏电阻（续）
热敏电阻温度面板表
热敏电阻
LCD
热敏电阻体温表
热敏电阻体温表的调试、标定方法
调试时， 应该先调哪一 只电位器，再 调哪一只电位 器？ 如何检验 表面刻度中其 他各点是否准 确？具体步骤 如何进行？
热敏电阻与电容器组成的RC多谐振荡器
多谐振荡器又称为矩形波发生器。 f≈1/(2RC) R
A
＋
自由电子浓度高，失去电子多，
带正电
T
B
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eAB（ T ）
自由 电子
自由电子浓度低，失去电子少 得到电子多，带负电
热电偶的图形符号
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以上演示得出的结论： ——有关热电偶热电势的讨论
热电偶两结点所产生的总的热电势等于热端热电势 与冷端热电势之差，是两个结点的温差Δ t 的函数：
EAB(T，T0)=eAB ( T )- eAB ( T0 )
学习查“铂热电阻分度表”
请判断铂热电阻是否线性
薄膜式及装配式铂热电阻
小型铂热电阻
防爆型铂热电阻
坚实的外壳起“隔爆”作 用
汽车用水温传感器及水温表
铜热电阻
铂电阻温度显示、变送器
测量值
上上限 上限 下限 下下限
上下限设定键
可设定温度的温度控制箱
旋转式机械 设定开关
拨码式 设定开关
哪一种更适合车间使用？
其他形式的热敏电阻
玻璃封装 NTC热敏电阻
MF58 型热敏电阻
其他形式的热敏电阻
带安装孔的热敏电阻
大功率PTC热敏电阻
其他形式的热敏电阻（续）
贴片式NTC 热敏电阻
其他形式的热敏电阻（续）
MF58型（珠形） 高精度负温度系数 热敏电阻
MF5A-3型热敏电阻
（参考深圳科蓬达电子有限公司资料）
非标热敏电阻
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第二节
测温热电阻传感器
测温热电阻可分为金属和半导体两大类。 一、金属热电阻
温度升高，金属内部原子晶格的振动 加剧，从而使金属内部的自由电子通过金 属导体时的阻碍增大，宏观上表现出电阻 率变大，电阻值增加，我们称其为正温度 系数，即电阻值与温度的变化趋势相同。
金属丝电阻随温度增高而变大的演示
我们先来做一个实验。我们先用万用表测一下(100W/220V)灯泡 的冷态阻值只有几十欧，但它的额定热态阻值为484欧.。
3.测温引线方式及电路 用于测量热电阻值的仪器种类繁多,它们 的准确度、测量速度、连接线路各不相同。可 依据测量对象的要求,选择适宜的仪器与线路。 对于精密测量,常选用电桥或电位差计;对于工 程测温,多用自动平衡电桥或数字仪表或不平 衡电桥。从热电阻引线的方式可将之分为三种， 分别为两线制、三线制和四线制，如图2－4所 示。
第 2章
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5
温度传感器及检测
温度检测的概述 热电阻测温传感器 热电偶温度传感器 集成温度传感器 温度传感器的工程设计实例
第一节
温度测量的基本概念
一、温度测量
的基本概念 温度标志着物 质内部大量分子无 规则运动的剧烈程 度。温度越高，表 示物体内部分子热 运动越剧烈。 模拟图：在一个密闭的空间里，气体分 子在高温时的运动速度比低温时快！
PTC热敏电阻
PTC热敏电阻属于临界温度型（CTR）。 当温度上升到某临界点时，其电阻值突然下降， 可用于各种电子电路中抑制浪涌电流。大功率 PTC还可用作暖风机中的加热元件。
恒温加热PTC 热敏电阻
下图所示的四根曲线分别为哪一种热敏电阻？
热敏电阻的特性曲线如下图2，计算公式如下，
R0＝1MΩ， T0＝25℃，B=4000,求100 ℃时的电
结论： 热电势大致与两个结点的温差ΔT或Δ t 成正比
从实验到理论得到有关热电效应的结论
如果用两盏酒精灯同时加热两个结点，指南 针的偏转角反而减小。这又说明什么？ 结论：
指南针的偏转说明回路中有电动势产生并有 电流在回路中流动。 热电流的强弱与两个结点的温差有关，而不 是与单一的一端结点的温度成正比。
3 1 A 2 T B
因为
R2=R3
所以
Rl+RA=RT+RB
若 RA=RB 则 RT=R1 如果RA≠RB,则RT≠R1,将引入测量误差。因此, RA=RB是三线制热电阻消内引线及连接导线阻影响的 前提条件。

图2－5
三线制测量电路
3)四线制 在热电阻感温元件的两端各连两 根引线,其中两根接恒流源，另两根 接电子电位差计，称为四线制。在高 精度测量时,要利用四线制,这种方式 不仅可消除内引线电阻影响,还可消 除连接导线电阻的影响。
阻值
解：T=273+100=373K（开氏）
1 1 ) T0 T 1 1 ) 298 373
RT R0e
B(
1 e
4000(
0.067 M 67 k
结论：100 ℃时的阻值只 有25 ℃时的1/15 。
热敏电阻外形
MF12型 NTC热敏电 阻
聚脂塑料封装 热敏电阻
介绍几种温度测量方法
示温涂料（变色涂料） 装满热水后图案
变得清晰可辨
变色涂料在电脑内部温度中的示温作用
温度升高后变为红色
CPU散 热风扇
低温时显示 蓝色
体积热膨胀式
不需要电源，耐用；但 感温部件体积较大。
气体的体积与 热力学温度成正比
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红外温度计
激光瞄准
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敏感材料及测温原理 金属电阻的阻值大小与导体的长度 成正比,与导体的横截面积成反比,即
式中:R——导体的电阻； ρ——导体的电阻率； l——导体的长度； S——导体的截面积。
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改变温度t，金属导体的电阻率ρ与之大致成正比，即：
ρ=ρ0（1+αt）
式中，ρ0为0℃时导体的电阻率，α为电阻温度系数。
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热电偶的种类及结构
八种国际通用热电偶：
B:铂铑30—铂铑6 、R:铂铑13—铂 S:铂铑10—铂 、 K:镍铬—镍硅
N:镍铬硅—镍硅
J:铁—铜镍 、 、
、
、
E:镍铬—铜镍、
T:铜—铜镍
用于制造铂热电偶 的各种铂热电偶丝
几种常用热电偶的测温范围及热电势
分度号
名称
测量温度范围
1000C 热电势/ mV 4.834 10.506 9.587 41.276
威廉· 汤姆逊· 开尔文勋爵像
1990国际温标(ITS-90)
国际温度咨询委员会于1989年9月通过了1990 年新的国际温标(ITS-90),并上报国际计量委员会 批准。这个新国际温标于1990年1月1日起在全世
界各国开始执行。新温标用“T_(90)”代表势力
学温度,其单位仍用 K 表示。我国的国家法定测
温标准将统一采用新的国际温，简称ITS-90。
ITS-90定义了一系列温度的固定点，测量和
重现这些固定点的标准仪器以及计算公式，例如 水的三相点为273.16K（0.01C）等。
三、温度测量及传感器分类
温度传感器按照用途可分为基准温度计和 工业温度计；按照测量方法又可分为接触式 和非接触式；按工作原理又可分为膨胀式、 电阻式、热电式、辐射式等等；按输出方式 分，有自发电型、非电测型等。
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制作电阻的金属和合金,应具备以下条件:
(1)较大的电阻率。
(2)温度系数较高。
(3)电阻与温度关系线性良好。
(4)物理与化学性能稳定。
(5)机械加工性能好。
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易提纯、复现性好的金属材料才可用于制作热电阻
请挑选适合于制作热电阻的金属材料
金属热电阻材料的主要技术性能
哪几种热电 偶的测温上限较 高？ 哪一种热电 偶的灵敏度较高？ 哪一种热电 偶的灵敏度较低？ 哪几种热电 偶的线性较差？
1821年，德国物理学家赛贝克用两种不 同金属组成闭合回路，并用酒精灯加热其中 一个接触点（称为结点），发现放在回路中 的指南针发生偏转。这说明什么？
1－工作端 2－热电极 3－指南针 4－参考端