传感器原理及应用第三章温度传感器概要
传感器原理及应用温度传感器
传感器原理及应用温度传感器一、传感器原理传感器是将非电信号转化为电信号的装置，它通过测量其中一被测量物理量（如温度、压力、湿度等）的变化，并将其转换为可用的电信号输出。
温度传感器是一种用来测量温度的传感器，它通常由敏感元件和信号处理电路组成。
敏感元件接受来自被测对象的温度变化，并将其转化为电信号，信号处理电路进一步处理该电信号并输出。
常见的温度传感器有热电偶、热电阻、半导体温度传感器等。
1.热电偶：热电偶是利用两种不同金属的热电极在温度差下产生热电势的原理进行温度测量的。
当两个不同金属的连接点分别处在不同温度下时，会在连接点间产生热电势，称为温差电动势，通过对热电势的测量，可以得到被测温度。
热电偶具有响应快、测量范围广、结构简单等优点，常用于高温环境下的温度测量。
2.热电阻：热电阻是利用材料的电阻随温度变化的特性进行温度测量的。
热电阻通常由金属或半导体材料制成，在不同温度下，其电阻值会发生变化，通过测量电阻值的变化，可以得到被测温度。
常见的热电阻有铂电阻，具有精度高、稳定性好等特点，广泛应用于精密温度测量领域。
3.半导体温度传感器：半导体温度传感器是利用半导体材料的电阻随温度变化的特性进行温度测量的。
半导体温度传感器通常由硅基芯片制成，其电阻值随温度变化呈现一定的规律。
通过测量电阻值，可以得到被测温度。
半导体温度传感器具有体积小、响应快、价格低等优点，广泛应用于家电、电子产品等领域。
二、温度传感器应用温度传感器在各个行业和领域有着广泛的应用。
1.工业领域：温度传感器在工业领域中被广泛应用于监测加热设备、冷却系统、炉温控制等。
它可以帮助实时监测设备的温度变化，避免因温度过高或过低导致设备故障或损坏。
2.电子产品：温度传感器在电子产品中应用广泛，如智能手机、电脑、平板电脑等。
它可以用于监测设备的温度，防止设备因温度过高而损坏。
3.汽车行业：温度传感器在汽车行业中被用于发动机温度的监测，以及空调系统、冷却系统等的温度控制。
温度传感器原理与应用
温度传感器原理与应用一、热敏电阻温度传感器原理：热敏电阻是一种灵敏度随温度变化的电阻，常见的热敏电阻材料有铂、镍、铜、铁氧体等。
其原理是根据材料的电阻随温度的变化来测量温度。
当温度升高时，热敏电阻的电阻值减小，反之则增大。
通过测量电阻的变化，可以得到温度的变化情况。
热敏电阻温度传感器的应用十分广泛，常见的应用场景包括家电、汽车、医疗设备等。
例如，室内恒温器上常用的NTC温度传感器，它可以测量室内的温度，并根据温度的变化来控制空调的开关机，以保持室内的舒适温度。
二、热电偶温度传感器原理：热电偶是利用两种不同金属导体的热电效应来测量温度的装置，常见的热电偶材料有铜/铜镍、铬/铝、铬/铜等。
其原理是根据热电效应，当两个不同材料的接触点处温度不同时，会在金属导体中产生电势差。
通过测量电势差的大小，可以得到温度的变化情况。
热电偶温度传感器具有较宽的测量范围和较高的测量精度，常用于工业领域的温度测量。
例如，高温炉、燃气炉等工业设备上经常使用热电偶来测量温度。
此外，医疗领域中血温测量也常用到热电偶。
三、热电阻温度传感器原理：热电阻是一种温度感应器件，利用电阻材料在温度变化时的电阻变化来测量温度。
常用的材料有铂、镍、铜等。
其中，铂热电阻是最常见和最稳定的热电阻材料之一、其原理是根据金属电阻温度系数的变化来测量温度。
热电阻温度传感器具有高精度和稳定性，广泛应用于科研实验、工业自动化等领域。
例如，实验室中的温度控制、反应釜中的温度监控以及环境监测等都使用了热电阻温度传感器。
总结而言，温度传感器根据不同的原理，如热敏电阻、热电偶和热电阻等，能够测量环境、物体或系统的温度。
其应用范围广泛，包括家电、汽车、医疗设备、工业自动化等领域。
温度传感器的发展为人们提供了更加方便、准确的温度测量手段，推动了科技的进步和人类社会的发展。
温度传感器概述、应用及原理(热敏电阻器、电阻温度探测器、热电偶、固态热传感器)
温度传感器概述、应用及原理（热敏电阻器、电阻温度探测器、热电偶、固态热传感器）热敏电阻器用来测量温度的传感器种类很多，热敏电阻器就是其中之一。
许多热敏电阻具有负温度系数(NTC)，也就是说温度下降时它的电阻值会升高。
在所有被动式温度传感器中，热敏电阻的灵敏度(即温度每变化一度时电阻的变化)最高，但热敏电阻的电阻/温度曲线是非线性的。
表1是一个典型的NTC热敏电阻器性能参数。
这些数据是对Vishay-Dale热敏电阻进行量测得到的，但它也代表了NTC热敏电阻的总体情况。
其中电阻值以一个比率形式给出(R/R25)，该比率表示当前温度下的阻值与25℃时的阻值之比，通常同一系列的热敏电阻器具有类似的特性和相同电阻/温度曲线。
以表1中的热敏电阻系列为例，25℃时阻值为10KΩ的电阻，在0℃时电阻为28.1KΩ，60℃时电阻为4.086KΩ;与此类似，25℃时电阻为5KΩ的热敏电阻在0℃时电阻则为14.050KΩ。
图1是热敏电阻的温度曲线，可以看到电阻/温度曲线是非线性的。
虽然这里的热敏电阻数据以10℃为增量，但有些热敏电阻可以以5℃甚至1℃为增量。
如果想要知道两点之间某一温度下的阻值，可以用这个曲线来估计，也可以直接计算出电阻值，计算公式如下：这里T指开氏绝对温度，A、B、C、D是常数，根据热敏电阻的特性而各有不同，这些参数由热敏电阻的制造商提供。
热敏电阻一般有一个误差范围，用来规定样品之间的一致性。
根据使用的材料不同，误差值通常在1%至10%之间。
有些热敏电阻设计成应用时可以互换，用于不能进行现场调节的场合。
例如一台仪器，用户或现场工程师只能更换热敏电阻而无法进行校准，这种热敏电阻比普通的精度要高很多，也要贵得多。
图2是利用热敏电阻测量温度的典型电路。
电阻R1将热敏电阻的电压拉升到参考电压，一般它与ADC的参考电压一致，因此如果ADC的参考电压是5V，Vref也将是5V。
热敏电阻和电阻串联产生分压，其阻值变化使得节点处的电压也产生变化，该电路的精度取决于热敏电阻和电阻的误差以及参考电压的精度。
温度传感器原理
温度传感器原理摘要：本文将介绍温度传感器的原理和工作原理。
温度传感器是一种用于测量环境中温度变化的设备，在很多领域中都有广泛的应用。
了解温度传感器的原理对于了解其工作原理以及正确使用和维护温度传感器都非常重要。
第一部分：概述温度传感器是一种用于测量温度的电子设备，它可以将环境中的温度变化转化为电信号，并且可以通过一定的方式输出这些信号。
温度传感器的原理和工作原理基于物质的热传导性质以及电阻、压力、电磁等效应。
温度传感器广泛应用于气象、工业自动化、医疗、物流等各个领域。
第二部分：常见的温度传感器原理1. 热敏电阻（RTD）原理热敏电阻是一种利用材料在温度变化下电阻值发生变化的原理来测量温度的传感器。
热敏电阻的电阻值与温度成正比，温度越高，电阻值越大。
热敏电阻常用的材料有铂、镍、铜等。
2. 热电偶原理热电偶是由两种不同金属材料组成的，当两种金属接触处存在温度差异时会产生电动势。
热电偶传感器利用这种电动势来测量温度。
常见的热电偶材料有铜-铜镍、铁-铜镍等。
3. 热敏电容原理热敏电容传感器是一种利用材料热导率变化引起的电容变化来测量温度的传感器。
当温度升高时，材料的热导率降低，电容值也会随之改变。
4. 热电阻原理热电阻是由金属或半导体材料制成的，在温度变化下电阻值会发生变化。
热电阻传感器利用材料电阻与温度成正比的特性来测量温度。
第三部分：温度传感器工作原理温度传感器的工作原理基于传感器材料与温度之间的关系。
传感器材料的特性会随着温度的变化而改变，从而导致电信号的改变。
具体的工作原理根据不同的传感器原理而有所不同。
以热敏电阻为例，当温度升高时，热敏电阻材料的电阻值也会升高，这是因为材料的导电性随温度的升高而降低。
电路通过测量电阻值的变化来计算温度值。
热电偶传感器则是根据两种金属间的温度差异产生电动势的原理来工作的。
热电偶会生成一个微弱的电流信号，使用电压测量方法来计算温度。
热敏电容传感器利用材料的热导率变化引起的电容值变化来测量温度。
温度传感器的应用和原理
温度传感器的应用和原理一、温度传感器的基本原理温度传感器是一种用于测量环境温度的设备。
它通过感知物体的温度变化并将其转换为电信号，从而实现对温度的测量。
常见的温度传感器有热电偶、热电阻、半导体温度传感器等。
1. 热电偶传感器热电偶传感器是利用两种不同金属导体的热电效应产生的电动势来测量温度的传感器。
当两个接触的金属导体温度不同时，会产生一个温差电动势。
通过测量这个电动势，我们可以计算出温度的变化。
2. 热电阻传感器热电阻传感器是利用电阻材料的温度系数来测量温度变化的传感器。
常见的热电阻材料有铂金、镍铜等。
随着温度的变化，热电阻材料的电阻值也会发生变化。
通过测量电阻的变化，我们可以得知温度的变化。
3. 半导体温度传感器半导体温度传感器是利用半导体材料的电阻与温度之间的关系来测量温度的传感器。
半导体材料的电阻与温度呈非线性关系，因此需要使用转换电路进行校准。
半导体温度传感器具有体积小、响应快、价格低廉等优点，广泛应用于家电、汽车电子等领域。
二、温度传感器的应用1. 工业自动化领域在工业自动化领域，温度传感器被广泛应用于温度监控和控制系统中。
通过实时监测温度变化，可以保证工业生产过程的稳定性和安全性。
温度传感器可以用于监测机器设备的温度，控制冷却设备的运行，避免过热造成的故障。
2. 医疗行业温度传感器在医疗行业中扮演着重要角色。
例如，在体温计中使用的传感器可以精确测量人体的体温，并帮助医生判断病情，进行正确的治疗。
此外，温度传感器还被用于监测医疗设备的工作温度，确保设备安全运行。
3. 环境监测温度传感器广泛应用于环境监测领域。
例如，气象站使用温度传感器测量气温，帮助预测天气变化。
温度传感器还可以用于建筑物的温度监测，帮助调节室内温度，提高能源利用效率。
4. 汽车电子在汽车电子领域，温度传感器被广泛应用于引擎、变速器和制动系统等关键部位。
通过实时监测温度变化，可以避免因温度过高而引起的故障。
温度传感器还可以用于驾驶员座椅的温度调节，提供舒适的驾驶环境。
简述温度传感器的测温原理及应用
简述温度传感器的测温原理及应用一、温度传感器的测温原理1. 热电测温原理•利用热电效应，将温度转换为电压或电流信号进行测量。
•常见热电测温原理有热电偶和热电阻。
2. 热敏测温原理•利用材料的热敏性质，即温度对电阻或电导率的敏感程度进行测量。
•常见热敏测温原理有热敏电阻和热敏电导。
3. 热电偶测温原理•由两种不同金属/合金所组成，当连接处温度变化时，产生电动势。
•常用的热电偶有K型、J型、T型等。
4. 热电阻测温原理•利用材料的电阻随温度的变化而变化的特性进行测温。
•常见的热电阻有铂电阻、镍电阻等。
二、温度传感器的应用1. 工业自动化•温度传感器广泛应用于工业生产过程中的温度测量与控制。
•可用于测量液体、气体、固体等各种介质的温度。
2. 环境监测•温度传感器可用于室内温度监测、气象站温度测量等环境监测应用。
•可用于建筑物、办公室、仓库等多个场所的温度控制。
3. 医疗领域•医疗设备中常用温度传感器进行体温测量、手术过程中的温度监控等。
•温度传感器还可用于药品储存和运输过程中的温度监测。
4. 农业生产•温度传感器可用于农业生产中的温室控制、水培温度监测等应用。
•可实现对温室内温度的精确控制，提高农产品生产效率。
5. 热风炉控制•温度传感器在热风炉设备中的应用，可用于监测和控制炉内的温度。
•通过温度传感器的测量，可以实现热风炉的稳定运行和节能控制。
6. 汽车工业•温度传感器在汽车工业中的应用，主要用于发动机和冷却系统的温度监测。
•可实现对汽车引擎的温度控制，保证发动机的正常工作和延长寿命。
三、小结温度传感器是一种常见的传感器，根据不同的测温原理可以选择适合的传感器类型。
其应用范围广泛，包括工业自动化、环境监测、医疗领域、农业生产、热风炉控制、汽车工业等。
通过温度传感器的测量和控制，可以提高生产效率、保证安全性，满足不同领域的需求。
温度传感器的原理和应用
温度传感器的原理和应用概述温度传感器是一种将温度信号转换成电信号的装置。
它通过测量物体的温度，将温度转化为相应的电信号，可以广泛应用于各种领域，如工业自动化、医疗设备、环境监测等。
原理热敏电阻传感器（Thermistor）热敏电阻是一种温度变化时电阻值发生明显改变的电阻。
其工作原理是基于热敏材料在温度变化下电阻值发生变化。
温度升高时，热敏电阻的电阻值减小，温度降低时，电阻值增大。
热电偶传感器（Thermocouple）热电偶传感器是利用两种不同金属线的热电势差来测量温度的传感器。
当两种金属线连接成回路后，形成的热电偶，在两个接点处产生的温差会产生电动势，通过测量这个电动势可以推算出温度。
热电阻传感器（RTD）热电阻传感器是利用金属电阻温度系数的差异来测量温度的传感器。
它使用的是金属电阻的电阻值随温度的变化而变化。
最常用的材料是铂金（PT100或PT1000），具有较高的精度和稳定性。
应用工业自动化在工业自动化领域，温度传感器被广泛应用于各种设备和过程中。
例如，在化工厂中，温度传感器可以监测反应器中的温度变化，以控制反应的进程和安全。
在制造业中，温度传感器可以用于控制设备的温度，以确保产品的质量和安全性。
医疗设备在医疗设备中，温度传感器可以用于测量患者的体温，以监测身体的健康状况。
温度传感器还可以用于监测医疗设备的工作温度，以确保设备的正常运行和安全性。
环境监测温度传感器在环境监测中起着重要作用。
例如，在气象站中，温度传感器可以测量空气温度，以便预测天气和气候变化。
在室内环境监测系统中，温度传感器可以用于测量室内温度，以提供舒适的居住环境。
汽车工业温度传感器在汽车工业中也具有重要意义。
例如，在汽车发动机中，温度传感器可用于监测冷却液的温度，以防止发动机过热。
温度传感器还可用于监测车内温度和车外气温，以调节空调系统的工作。
总结温度传感器是一种将温度信号转换成电信号的装置，其原理主要包括热敏电阻传感器、热电偶传感器和热电阻传感器。
无线温度传感器原理及应用
无线温度传感器原理及应用无线温度传感器是一种能够实时测量和传输温度数据的装置，通过无线通信技术，将温度数据传输到接收器，从而实现对温度变化的监测和控制。
无线温度传感器的工作原理可以简单归纳为三个步骤：感知温度、转换信号、传输数据。
首先，传感器通过感温元件（如热敏电阻、热电偶或半导体温度传感器）感知环境温度，并将其转换为电信号。
然后，这个电信号经过模拟-数字转换器（ADC）转换为数字信号，在经过处理器进行处理和编码后，通过无线通信模块（如蓝牙、Wi-Fi或射频模块）将数据传输到接收器。
最后，接收器接收到传感器发送的数据并进行解码，将温度数据显示在接收设备（如计算机、手机或监控仪表）上。
无线温度传感器的应用非常广泛。
以下是一些常见的应用场景：1. 家庭和办公室的温度监控和控制：可以将无线温度传感器安装在各个房间或区域，实时监测温度变化，并通过智能设备（如手机或电脑）进行远程控制，实现温度调节和节能管理。
2. 工业生产过程中的温度监测：无线温度传感器可以广泛应用于各种工业场景，如制造业、化工、石油和天然气等领域，监测和控制生产环境的温度变化，确保产品质量和生产安全。
3. 冷链物流温度监测：无线温度传感器可以安装在冷链运输车辆或冷库中，实时监测货物的温度变化，及时发出预警并采取措施，保证货物的质量和安全。
4. 医疗领域的温度监测：无线温度传感器可以用于医院病房、手术室和药品储存等地方，监测和记录患者的体温变化，保证医疗环境的卫生和安全。
5. 农业温室监控：在温室种植环境中安装无线温度传感器，可以实时监测温室内外的温度变化，并通过温室自动化系统进行温度调节和湿度控制，提高农作物的生长效果和产量。
总之，无线温度传感器通过无线通信技术实现了温度数据的实时监测和传输，具有应用范围广、安装方便、操作简单等优点。
在家庭、工业、医疗、物流和农业等领域都有着重要的应用价值，为我们的生活和工作带来了便利和安全保障。
温度传感器工作原理及应用
温度传感器工作原理及应用一、引言温度传感器是一种广泛应用于各种领域的传感器，它可以测量物体的温度并将其转换为电信号输出。
本文将介绍温度传感器的工作原理及其应用。
二、温度传感器分类根据不同的工作原理和测量范围，温度传感器可以分为多种类型，例如热电偶、热敏电阻、红外线温度计等。
1. 热电偶热电偶是利用两种不同金属之间产生的热电势差来测量温度的传感器。
当两个接触金属处于不同温度时，它们之间会产生一个微小的电势差。
通过将两端连接到一个电路中，可以测量出这个微小的电势差，并据此计算出物体的温度。
2. 热敏电阻热敏电阻是一种利用材料在不同温度下具有不同电阻值来测量温度的传感器。
常见的热敏电阻材料有铂、镍、铜等。
当这些材料受到加热时，它们会导致其内部自由载流子数量变化，从而导致电阻值的变化。
通过测量电阻值的变化，可以推算出物体的温度。
3. 红外线温度计红外线温度计是一种可以通过红外线测量物体表面温度的传感器。
它们通常使用红外线探头来检测物体表面放射出的红外线，并据此计算出物体的温度。
三、温度传感器工作原理不同类型的温度传感器有不同的工作原理，但它们都需要将物体的温度转换为电信号输出。
以热敏电阻为例，当热敏电阻受到加热时，其内部自由载流子数量变化会导致电阻值发生变化。
这个变化可以通过一个简单的电路来测量。
例如，在一个简单的电路中，将一个已知电压施加在热敏电阻上，然后测量通过热敏电阻流过的电流大小。
根据欧姆定律和基尔霍夫定律，可以得到以下公式：R = V / I其中，R是热敏电阻的电阻值，V是施加在热敏电阻上的已知电压大小，I是通过热敏电阻流过的电流大小。
由于热敏电阻的电阻值与温度有关，因此可以通过测量电阻值的变化来推算出物体的温度。
四、温度传感器应用由于温度传感器具有广泛的应用领域，因此在不同领域中使用不同类型的温度传感器。
1. 工业控制在工业控制领域中，温度传感器通常用于检测和控制工业过程中液体、气体和固体材料的温度。
传感器原理及应用实验报告的
传感器原理及应用实验报告的传感器原理及应用实验报告1. 引言传感器是一种能够将物理量转化为可测量的电信号的装置，广泛应用于各个领域，如工业控制、医疗监护、环境监测等。
本实验旨在探究传感器的工作原理，并通过一系列的应用示例，展示传感器在实际应用中的优势和价值。
2. 传感器的工作原理传感器的工作原理基于不同的物理原理，常见的有电阻、电容、磁性、光电等原理。
以电阻式传感器为例，其基本原理是通过测量感应电阻的变化来获得目标物理量的信息。
当被测量物理量发生变化时，传感器内部的电路会产生相应的变化，这种变化可以通过电压、电流等形式的输出信号来实现。
3. 传感器的分类与应用3.1 光电传感器光电传感器利用光敏元件（如光电二极管、光电三极管等）对光信号进行感知，并将其转化为电信号。
光电传感器广泛应用于工业自动化控制、安防监控、光电测距等领域。
3.2 压力传感器压力传感器通过测量物体受到的外部压力，将其转化为电信号。
压力传感器在汽车制造、气体检测、医疗器械等领域有着重要的应用。
3.3 温度传感器温度传感器通过测量物体的温度变化，将其转化为电信号。
温度传感器广泛应用于气象观测、温控设备、冷链物流等领域。
3.4 加速度传感器加速度传感器用于测量物体的加速度或振动状态，常见于汽车安全系统、运动监测、智能手机等设备中。
3.5 湿度传感器湿度传感器用于测量空气中的湿度水分含量，广泛应用于农业、气象观测、室内环境监测等领域。
4. 传感器应用实例4.1 工业领域在工业自动化领域，传感器起着至关重要的作用。
通过使用温度传感器和压力传感器，可以实现对生产过程中温度和压力的监测与控制，提升生产效率和质量。
4.2 医疗监护传感器在医疗监护领域也广泛应用。
心电传感器可以实时监测患者的心电图数据；血氧传感器可以测量血氧饱和度；体温传感器可以监测患者体温的变化，及时发现异常情况。
4.3 环境监测传感器在环境监测领域具有重要作用。
空气质量传感器可以检测空气中的恶劣气体浓度；水质传感器可以监测水质的污染程度；土壤湿度传感器可以及时监测土壤的湿度状况。
温度传感器的结构原理及应用实验
温度传感器的结构原理及应用实验1. 温度传感器的概述温度传感器是一种用于测量环境或物体温度的传感器。
它们在各个领域中都有广泛的应用，例如工业自动化、物流仓储、医疗设备等。
本文将介绍温度传感器的结构原理以及一些常见的应用实验。
2. 温度传感器的结构原理温度传感器的结构和原理有多种不同的类型，如热电偶、热电阻、半导体传感器等。
下面将以半导体温度传感器为例，介绍其结构原理。
2.1 结构半导体温度传感器通常由一个半导体材料制成，如硅(Si)或氮化硅(Si3N4)。
它们通常呈现出小型、快速响应、低功耗等特点。
2.2 工作原理半导体温度传感器利用半导体材料的电阻随温度变化的特性来测量温度。
当温度上升时，半导体材料的电阻值变大；温度下降时，电阻值变小。
通过测量电阻值的变化，可以确定环境或物体的温度。
3. 温度传感器的应用实验温度传感器在实验室和教学环境中有着广泛的应用。
下面将介绍两个常见的温度传感器应用实验。
3.1 温度测量实验实验材料•Arduino开发板•温度传感器•连接线•计算机实验步骤1.将温度传感器与Arduino开发板连接。
2.在Arduino开发板上编写一个程序，读取温度传感器的数据。
3.将Arduino开发板与计算机连接，并上传程序到开发板上。
4.打开串口监视器，即可看到实时的温度数据。
3.2 温度控制实验实验材料•温度传感器•控制器（如PLC或单片机）•加热器•冷却装置实验步骤1.将温度传感器与控制器连接，并将控制器连接到加热器和冷却装置。
2.设置控制器的温度设定值。
3.开始实验，观察控制器对加热器和冷却装置的控制效果。
4.记录温度传感器实时测量的温度值，与控制器设定值进行对比。
4. 总结温度传感器是一种在各个领域中广泛应用的传感器。
本文以半导体温度传感器为例，介绍了其结构原理，并提供了两个常见的温度传感器应用实验。
希望本文能够对读者理解温度传感器有所帮助，并能在实际应用中获得更好的效果。
各个传感器的工作原理及应用
各个传感器的工作原理及应用一、温度传感器1.1 工作原理温度传感器通过测量物体的温度来输出相应的电信号。
常见的温度传感器有热电偶、热电阻和半导体温度传感器。
1.1.1 热电偶热电偶是由两种不同材料的导线组成的，这两种材料分别是测量点和参考点。
当测量点和参考点的焊点处于不同温度时，会产生一定的电势差。
通过测量这个电势差，可以得到物体的温度。
1.1.2 热电阻热电阻使用的是材料的电阻值随温度变化的特性。
常见的热电阻材料有铂金、镍铬合金等。
通过测量热电阻的电阻值变化，可以推测出温度的变化。
1.1.3 半导体温度传感器半导体温度传感器利用半导体材料的温度特性，通过测量材料电阻随温度的变化来推测物体的温度。
1.2 应用温度传感器在各个领域都有广泛的应用。
以下是几个常见的应用场景：•工业控制：温度传感器用于监测工业过程中的温度变化，以实现温度的控制和调节。
•空调系统：温度传感器用于测量室内和室外的温度，以便调节空调系统的工作模式和风速。
•汽车领域：温度传感器用于测量发动机温度、冷却液温度等，以确保汽车的正常工作状态。
二、光敏传感器2.1 工作原理光敏传感器是利用材料对光的敏感性来测量光照强度的传感器。
常见的光敏传感器有光敏电阻和光敏二极管。
2.1.1 光敏电阻光敏电阻是一种利用光敏材料的电阻随光照强度的变化而变化的元件。
当光敏电阻受到光照时，其电阻值会随之改变。
2.1.2 光敏二极管光敏二极管的工作原理是利用光照引起的载流子在PN结中的移动，从而改变二极管的电流。
在光照较强时，光敏二极管的电流较大；在光照较弱时，电流较小。
2.2 应用光敏传感器在各个领域都有广泛的应用。
以下是几个常见的应用场景：•环境监测：光敏传感器用于测量光照强度，用于环境光照的监测和自动调节。
•照明系统：光敏传感器可以与灯光控制系统配合使用，根据光照强度的变化调节灯光的亮度。
•电子设备：光敏传感器常用于电子设备中，例如手机、平板电脑等，用于控制屏幕的亮度和自动调节。
第三章 1 传感器-2 温度传感器和光传感器
1传感器2温度传感器和光传感器[学习目标] 1.知道什么是传感器，知道其将非电信息转换成电信息的意义.2.了解热敏电阻、敏感元件的特性.3.了解几种温度传感器及光传感器的原理．1．传感器(1)定义：把被测的非电信息，按一定规律转换成与之对应的电信息的器件或装置．(2)组成：一般由敏感元件和处理电路组成．①敏感元件：将要测量的非电信息变换成易于测量的物理量，形成电信号．②处理电路：将敏感元件输出的电信号转换成便于显示、记录、处理和控制的电学量．(3)敏感元件的原理①物理类：基于力、热、光、电磁和声等物理效应；②化学类：基于化学反应的原理；③生物类：基于酶、抗体和激素等分子识别功能．2．温度传感器(1)分类①热双金属片温度传感器．②热电阻传感器．③热敏电阻传感器：a．NTC型：电阻值随温度升高而减小．b．PTC型：电阻值随温度升高而增大．(2)作用将温度变化转换为电学量变化，通过测量传感器元件的电学量随温度的变化来实现温度的测量．3．光传感器(1)原理：某些金属或半导体材料，在电路中受到光照时，产生电流或电压，实现光信号向电信号的转化．(2)作用：感知光线的变化或场景变换，使机器作出反应．(1)传感器可以把非电学量转化为电学量．(√)(2)热敏电阻的阻值随温度的升高而增大．(×)(3)干簧管可以感知磁场，接入电路，相当于开关的作用．(√)(4)光敏电阻的阻值随光线的强弱而变化，光照越强电阻越小．(√)一、传感器当你走进一座大楼时，大堂的自动门是如何“看到”你而自动打开的？答案人体发出的红外线被传感器接收后传给自动控制装置的电动机，实现自动开关门．1．传感器的原理：非电学量→传感器(敏感元件、处理电路)→电学量2．在分析传感器时要明确：(1)核心元件是什么；(2)是怎样将非电学量转化为电学量的；(3)是如何显示或控制开关的．例1关于传感器，下列说法正确的是()A．所有传感器都是由半导体材料制成的B．金属材料也可以制成传感器C．传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的D．水银温度计是一种传感器答案 B解析传感器材料分半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料，所以A错误；金属材料也可以制成传感器，所以B正确；传感器是通过将非电学量转换成电学量来传递信号的，所以C错误；水银温度计根据热胀冷缩来测量温度，不是传感器，所以D错误．例2如图1所示是某种汽车上的一种自动测定油箱内油面高度的装置．R是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度，当滑动变阻器的金属片向下移动时()图1A．电路中的电流减小，油箱内油面降低B．电路中的电流减小，油箱内油面升高C．电路中的电流增大，油箱内油面降低D．电路中的电流增大，油箱内油面升高答案 D解析油面升高，金属片向下移动，R接入电路中的电阻减小，电路中电流增大，所以选项D正确．二、温度传感器如图2所示，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，再将多用电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻R T(温度升高，电阻减小)的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中央．若在R T 上擦一些酒精，表针将如何偏转？若用吹风机将热风吹向热敏电阻，表针将如何偏转？图2答案由于酒精挥发，热敏电阻R T温度降低，电阻值增大，表针将向左偏；用吹风机将热风吹向热敏电阻，热敏电阻R T温度升高，电阻值减小，表针将向右偏．1．温度传感器的作用：将温度的变化转换为电学量的变化．2．常见的温度传感器(1)热双金属片温度传感器①原理：两种膨胀系数相差较大的不同金属片制成一体，温度升高时，双金属片变形，可控制电路的通断．②应用：日光灯启动器，电机、电冰箱保护等．(2)热电阻传感器①原理：用金属丝制作的感温电阻叫热电阻，当外界温度t发生变化时，其电阻值按R＝R0(1＋θt)的规律变化(θ为温度系数，R0为t＝0 ℃时导体的电阻)．②应用：测温度、测流量等．(3)热敏电阻传感器①原理：半导体热敏电阻的阻值随温度的变化而变化．②应用：测温、温度控制或过热保护等．③分类：正温度系数的热敏电阻(PTC)，它的电阻随温度升高而增大．负温度系数的热敏电阻(NTC)，它的电阻随温度的升高而减小．例3(多选)在温控电路中，通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制．如图3所示电路，R1为定值电阻，R2为半导体热敏电阻(温度越高，电阻越小)，C为电容器．当环境温度降低时()图3A．电容器C的带电荷量增大B．电压表的读数增大C．电容器C两极板间的电场强度减小D．R1消耗的功率增大答案AB解析当环境温度降低时，R2变大，电路的总电阻变大，由I＝ER总知I变小，又U＝E－Ir，电压表的读数U增大，B正确；又由P1＝I2R1可知，R1消耗的功率P1变小，D错误；电容器两极板间的电压U2＝U－U1，U1＝IR1，可知U1变小，U2变大，由场强E′＝U2d，Q＝CU2可知，Q、E′都增大，故A正确，C错误．三、光传感器如图4所示为光电式烟尘浓度计的原理图，请阅读教材，然后简述其工作原理．图4答案光源1发出的光线经半透半反镜3，分成两束强度相等的光线．一路光线直接到达光电转换电路7上，产生作为被测烟尘浓度的参比信号．另一路光线经反射镜4穿过被测烟尘5到达光电转换电路6上，其中一部分光线被烟尘吸收或散射而衰减，烟尘浓度越高，光线的衰减量越大，到达光电转换电路6的光就越弱．两路光线分别转换成电压信号U1、U2，如果U1＝U2，说明被测的光路上没有烟尘；相反，如果U1、U2相差较大，说明烟尘较大，因此可用两者之比，算出被测烟尘的浓度．光敏电阻是由半导体材料制成的．它的阻值随光照强度的变化而变化，光照越强，电阻越小；光照越弱，电阻越大．例4(多选)如图5所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当入射光强度增大时()图5A．电压表的示数增大B．R2中电流减小C．小灯泡的功率增大D．电路的路端电压增大答案ABC解析当入射光强度增大时，R3阻值减小，外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律知，干路电流增大，R1两端电压增大，从而电压表的示数增大，同时内电压增大，故电路的路端电压减小，A项正确，D项错误．因路端电压减小，而R1两端电压增大，故R2两端电压必减小，则R2中电流减小，故B项正确．结合干路电流增大知流过小灯泡的电流必增大，故小灯泡的功率增大，C项正确.1．(对传感器的理解)许多办公楼及宿舍楼的楼梯上的电灯到了晚上能够自动做到“人来即亮，人走即灭”，其神奇功能在于控制灯的“开关”传感器，下面有关该传感器的说法中正确的是()A．该传感器能够测量的物理量是位移和温度B．该传感器能够测量的物理量是位移和光强C．该传感器能够测量的物理量是光强和声音D．该传感器能够测量的物理量是压力和位移答案 C解析楼道中安装了自动灯光控制系统，白天灯不亮，和光传感器有关；晚上有人经过时，灯自动亮起来，与声音有关，是声传感器，所以该传感器能够测量的物理量是光强和声音，C正确．2．(对传感器的理解)关于传感器工作的一般流程，下列说法正确的是()A．非电信息→敏感元件→处理电路→电信息B．电信息→处理电路→敏感元件→非电信息C．非电信息→敏感元件→电信息→处理电路D．非电信息→处理电路→敏感元件→电信息答案 A3．(光敏电阻的特性)如图6所示，R3是光敏电阻(光照增强时电阻变小)，当开关S闭合后，在没有光照射时，a、b两点等电势．当用光照射电阻R3时，则(电源内阻不计)()图6A．a点电势高于b点电势B．a点电势低于b点电势C．a点电势等于b点电势D．a点电势和b点电势的大小无法比较答案 A解析当用光照射电阻R3时，R3电阻变小，R3两端电压减小，故a点电势升高，因其他电阻的阻值不变，所以a点电势高于b点电势，故A正确．4．(热敏电阻的特性)某温控电路的原理如图7所示，R M是负温度系数的热敏电阻，R是滑动变阻器，某种仪器要求在15 ℃～27 ℃的环境中工作．当环境温度偏高或偏低时，控制器会自动启动降温或升温设备．下列说法中正确的是()图7A．环境温度降低，R M的阻值减小B．环境温度升高，U ab变大C．滑片P向下移动时，U ab变大D．调节滑片P的位置能改变降温和升温设备启动时的临界温度答案 D解析环境温度降低时，R M的阻值变大，A错误；环境温度升高，R M的阻值减小，U ab变小，B错误；滑片向下移动，回路电流减小，U ab变小，C错误；调节滑片位置能改变降温和升温设备启动时的临界温度，D正确．考点一传感器及工作原理1．(多选)下列说法正确的是()A．传感器担负着信息采集的任务B．干簧管是一种能够感知磁场的传感器C．传感器不是电视遥控接收器的主要元件D．传感器是把力、温度、光、声、化学成分转换为电信号的主要工具答案ABD解析传感器的任务就是采集信息，选项A正确；干簧管的主要构造是由平时不接触的两个极易被磁化的软铁片组成的，它们靠近磁场时被磁化后相互吸引而接触，选项B正确；电视遥控接收器中使用了红外线传感器，选项C错误；由传感器的定义知，选项D正确．2．(多选)关于干簧管，下列说法正确的是()A．干簧管接入电路中相当于电阻的作用B．干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的C．干簧管接入电路中相当于开关的作用D．干簧管是作为电控元件以实现自动控制的答案CD解析干簧管能感知磁场，是因为当两个簧片所处位置有磁场时，两个簧片被磁化而接通，所以是做开关来使用的，当磁场靠近或远离的时候，就会实现闭合或断开，故C、D正确，A、B错误．3.如图1所示，是电容式话筒的示意图，它是利用电容制成的传感器，话筒的振动膜前面有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极．在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，从而使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因是电容器两板间的()图1A．距离变化B．正对面积变化C．电介质变化D．电压变化答案 A解析振动膜前后振动，使振动膜上的金属层与金属板间的距离发生变化，从而将声音信号转化为电信号，故A正确．4．街道旁的路灯利用半导体的电学特性制成了白天自动熄灭，夜晚自动点亮的装置，该装置的工作原理是应用了半导体的()A．光敏性B．压敏性C．热敏性D．三个特性同时应用答案 A解析要求灯夜晚亮，白天熄，可知光的强弱导致电路电流变化，所以电路中利用光传感器使电阻变化，实现自动控制，即是应用半导体的光敏性，A正确，B、C、D错误．5．(多选)电容式传感器是将非电信号转变为电信号的装置．由于电容器的电容C取决于极板正对面积S、极板间距离d以及极板间的电介质这几个因素，当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化，从而引起电容的变化，如图2所示是四个电容式传感器的示意图，关于这四个传感器的作用，下列说法正确的是()图2A．甲图的传感器可以用来测量角度B．乙图的传感器可以用来测量液面的高度C．丙图的传感器可以用来测量压力D．丁图的传感器只能用来测量速度答案ABC考点二光敏电阻、热敏电阻的认识及应用6．如图3所示，将一光敏电阻接入多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，用光照射光敏电阻时，表针的偏转角为θ；现用手掌挡住部分光线，表针的偏转角为θ′，则可判断()图3A．θ′＝θB．θ′＜θC．θ′＞θD．不能确定答案 B7.在信息技术高速发展、电子计算机广泛应用的今天，担负着信息采集任务的传感器在自动控制、信息处理技术中发挥着越来越重要的作用，其中热电传感器是利用热敏电阻将热信号转换成电信号的元件．某学习小组的同学在用多用电表研究热敏电阻特性的实验时，安装好如图4所示装置．向杯内加入冷水，温度计的示数为20 ℃，多用电表选择适当的倍率，读出热敏电阻的阻值R1，然后向杯内加入热水，温度计的示数为60 ℃，发现多用电表的指针偏转角度较大，则下列说法正确的是()图4A．应选用电流挡，温度升高换用大量程测量B．应选用电流挡，温度升高换用小量程测量C．应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率大的挡D．应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率小的挡答案 D解析多用电表与热敏电阻构成的回路中未接入电源，故不能用电流挡，A、B错误；当温度升高时多用电表指针偏转角度较大，说明热敏电阻的阻值变小了，应该换用倍率小的挡，C错误，D正确．8．如图5所示的电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，R和L之间用挡板(未画出)隔开，LED为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R与LED间距不变，下列说法中正确的是()图5A．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大B．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小C．当滑动触头P向右移动时，L消耗的功率可能不变D．无论怎样移动滑动触头P，L消耗的功率都不变答案 A解析滑动触头P左移，滑动变阻器接入电路的电阻减小，流过二极管的电流增大，从而发光增强，使光敏电阻R的阻值减小，流过灯泡的电流增大，L消耗的功率增大．同理，当滑动触头P向右移动时，L消耗的功率减小．9．(多选)计算机光驱的主要部分是激光头，它可以发射脉冲激光信号，激光扫描光盘信息时，激光头利用光敏自动计数器将反射回来的脉冲信号传输给信号处理系统，再通过计算机显示出相应信息．光敏电阻自动计数器的示意图如图6所示，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻，此光电计数器的基本工作原理是()图6A．当有光照射R1时，处理系统获得高电压B．当有光照射R1时，处理系统获得低电压C．信号处理系统每获得一次低电压就计数一次D．信号处理系统每获得一次高电压就计数一次答案AD解析当有光照射R1时，R1的电阻减小，处理系统获得高电压；信号处理系统每获得一次高电压就计数一次．10.如图7所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻(负温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻)，L为小灯泡，电源内阻不计，当温度降低时()图7A．R1两端的电压增大B．电流表的示数增大C．小灯泡的亮度变强D．小灯泡的亮度变弱答案 C解析R2与灯泡L并联后与R1串联，然后与电流表、电源构成闭合电路，当温度降低时，热敏电阻R2的电阻值增大，外电路总电阻增大，则总电流减小，即电流表的示数减小，R1两端的电压减小，灯泡L两端电压增大，灯泡亮度变强，故C正确，A、B、D错误．11．如图8所示为某传感装置内部部分电路图，R T为正温度系数热敏电阻，其特性为随着温度的升高阻值增大；R1为光敏电阻，其特性为随着光照强度的增强阻值减小；R2和R3均为定值电阻，电源电动势为E，内阻为r，V为理想电压表．若发现电压表示数增大，可能的原因是()图8①热敏电阻温度降低，其他条件不变②热敏电阻温度升高，其他条件不变③光照减弱，其他条件不变④光照增强，其他条件不变A．①③B．①④C．②③D．②④答案 A解析热敏电阻温度降低时，其阻值减小，外电路总电阻减小，总电流增大，路端电压随之减小，通过光敏电阻的电流减小，通过R3的电流增大，电压表的读数增大，符合题意，故①正确．同理可得热敏电阻温度升高，其他条件不变，电压表的示数减小，不符合题意，故②错误．光照减弱，光敏电阻的阻值增大，外电路总电阻增大，路端电压增大，则电压表的示数增大，故③正确．光照增强，光敏电阻的阻值减小，外电路总电阻减小，路端电压减小，则电压表的示数减小，故④错误．故A选项正确．12．(多选)如图9所示，理想变压器的原线圈与定值电阻r串联，副线圈接热敏电阻R T(温度升高，阻值减小)，在正弦交流电源的电压U0不变的情况下，下列说法正确的是()图9A．当R T的温度升高时，原线圈两端的电压一定减小B．当R T的温度升高时，原线圈中的电流一定减小C．当R T的温度降低时，r消耗的功率一定减小D ．当R T 的温度降低时，r 消耗的功率一定增大答案 AC解析 设变压器原线圈的匝数为n 1，副线圈的匝数为n 2，当R T 的温度升高时，其阻值减小，副线圈的电流I 2增大，根据I 1I 2＝n 2n 1，可知原线圈的电流I 1增大，根据U 0＝I 1r ＋U 1，可知原线圈两端的电压U 1减小，故A 正确，B 错误；同理，当R T 的温度降低时，其阻值增大，副线圈的电流I 2减小，根据I 1I 2＝n 2n 1，可知原线圈的电流I 1减小，根据P ＝I 12r ，可知r 消耗的功率一定减小，故C 正确，D 错误．13. (多选)如图10所示，电源的电动势为E ，内阻为r ，R 1、R 2、R 3为定值电阻，R 4为光敏电阻(光敏电阻被光照射时阻值变小)，C 为电容器．闭合开关S ，电路稳定后，用光照射R 4，下列说法正确的是( )图10A ．电压表示数增大B ．电源的效率增大C ．电容器所带电荷量增加D ．R 2上消耗的功率增大答案 CD解析 因有光照射时，光敏电阻的阻值减小，故总电阻减小；由闭合电路的欧姆定律可知，干路电流增大，由U ＝E －Ir 可知路端电压减小，所以电压表示数减小，故A 错误；电源的效率η＝P 出P 总×100%＝EI －I 2r EI ×100%＝(1－Ir E )×100%，电流增大，则电源效率减小，故B 错误；电容器的电压与R 2两端的电压相等，因R 4电阻变小，总电阻变小，总电流增大，路端电压变小，通过R 1的电流减小，则通过R 2的电流增大，所以电容器的电压增大，根据Q ＝CU 可知，电容器所带电荷量一定增加，故C 正确；通过R 2的电流增大，根据P ＝I 2R 可知，R 2上消耗的功率增大，故D 正确．。
常用传感器原理及应用
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负温度系数热敏电阻广泛应用。它是一种氧化物的复 合烧结体，一般测量－１００~＋３００℃范围内的温度。
B( 1 1 )
R R0e T T0
Rt
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2、ＰＮ结温度传感器
半导体ＰＮ结温度传感器是利用晶体二极管或 三极管ＰＮ结的结电压随温度变化的原理工作的。
具有较好的线性度、尺寸小、响应快、灵敏度 高，测温范围为－５０－－１５０℃。
导带
Eg
禁带
价带
自由电子所占能带 不存在电子所占能带 价电子所占能带
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为了实现能级的跃迁，入射光的能量必须大于光 电导材料的禁带宽度Eg，即
hhc1.24Eg 式中ν、λ分别为入射光的频率和波长。
材料的光导性能决定于禁带宽度，对于一 种光电导材料，总存在一个照射光波长限λ0， 只有波长小于λ0的光照射在光电导体上，才能 产生电子能级间的跃进，从而使光电导体的电 导率增加。
4、输出电阻为710M。
5、精度高。有I、J、K、L、M五档，M档精度最高，误差为 ±0.3℃。
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二、光电传感器
1、概述 （1）光谱
光波： 波长为10—106nm的电磁波 可见光：波长380—780nm 紫外线：波长10—380nm，
波长300—380nm称为近紫外线 波长200—300nm称为远紫外线 波长10—200nm称为极远紫外线， 红外线：波长780—106nm 波长3μm（即3000nm）以下的称近红外线 波长超过3μm 的红外线称为远红外线。
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（2）铜电阻
铜电阻输出阻值与温度之间的关系为 0℃-100℃，Rt=R0（1+αt） R0，Rt—分别为0℃和t℃的电阻值 α—铜电阻温度系数（4.25×10-34.28×10-3/℃) R0分别为5０Ω和１００ Ω。
温度传感器原理及应用
温度传感器原理及应用
温度传感器是一种用于测量环境或物体温度的设备。
其原理是基于物质的热特性，在不同温度下产生特定的电信号。
下面将介绍常见的温度传感器原理及其应用。
1. 热敏电阻温度传感器原理：
热敏电阻温度传感器利用材料在温度变化时产生的电阻变化来测量温度。
常见的热敏电阻材料有铂、镍、铜等。
随着温度的升高，热敏电阻的电阻值会减小，反之则增大。
热敏电阻温度传感器广泛应用于家用电器（如空调、冰箱）、工业自动化（如温度控制系统）、医疗设备以及气象观测等领域。
2. 热电偶温度传感器原理：
热电偶利用两种不同金属导线的热电势差随温度变化的特性进行温度测量。
当两个不同金属的接触点处于不同温度时，就会产生电势差。
热电偶温度传感器被广泛应用于石油化工、冶金、电力等高温环境下的温度测量。
3. 红外线温度传感器原理：
红外线温度传感器利用物体的辐射能谱与温度之间的关系来测量物体的表面温度。
红外线温度传感器可以无接触地实时测量目标物体的温度。
红外线温度传感器广泛应用于食品加工、医疗、安防监控以及火灾预警等领域。
总之，温度传感器通过不同的工作原理实现对温度的测量，具有广泛的应用领域。
热敏电阻温度传感器适用于一般温度测量，热电偶温度传感器适用于高温环境温度测量，红外线温度传感器适用于无接触测温场景。
传感器原理及应用PPT教程
热敏电阻的工作原理及应用
工作原理
随温度变化电阻值 改变
实际应用案例
温度控制、温度报 警等领域
温度测量范围
广泛应用于各种环 境
热电偶
热电偶是利用两种不同金 属导体形成的回路，通过 热电效应进行温度测量的 设备。热电偶具有快速响 应速度和较高的测量精度， 广泛应用于工业生产和科 学研究领域。
热电偶的特点及应用
未来传感器技术的发 展趋势
01 智能化发展趋势
智能传感器发展
02 多元化应用场景
智能城市建设
03 创新方向
生物传感技术
传感器应用案例分析
日常生活
智能家居 智能穿戴 健康监测
工业制造
生产线监控 质量检测 设备维护
科学研究
实验数据采集 环境监测 生物研究
谢谢观看！
工作原理
利用热电效应进行 温度测量
应用领域
工业生产和科学研 究
优缺点
响应速度快，测量 精度高
热敏电阻与热电偶的比较
响应速度
热敏电阻较慢 热电偶快速响应
测量精度
热敏电阻精度一般 热电偶测量精度高
应用建议
根据场景需求选择合适传感器
未来温度传感器的发展趋势
随着科技的发展，温度传感器技术不断创新。新型温度传感 器具有更高的精度和稳定性，逐渐应用于智能家居、医疗健 康等领域。未来，温度传感器将在更多领域发挥重要作用， 给人们的生活带来便利与创新。
注意事项
避免过载操作 防止振动干扰 避免温度变化过大
压力传感器的未来发 展
01 技术进展
智能化、微型化、高精度化
02 性能优势
更快的响应速度、更广的工作温度范围
03 应用前景
温度传感器原理及应用
温度传感器原理及应用温度是表征物体冷热程度的物理量，是工农业生产过程中一个很重要而普遍的测量参数。
温度的测量及控制对保证产品质量、提高生产效率、节约能源、生产安全、促进国民经济的发展起到非常重要的作用。
由于温度测量的普遍性，温度传感器的数量在各种传感器中居首位，约占50%。
温度传感器是通过物体随温度变化而改变某种特性来间接测量的。
不少材料、元件的特性都随温度的变化而变化，所以能作温度传感器的材料相当多。
温度传感器随温度而引起物理参数变化的有：膨胀、电阻、电容、而电动势、磁性能、频率、光学特性及热噪声等等。
随着生产的发展，新型温度传感器还会不断涌现。
由于工农业生产中温度测量的范围极宽，从零下几百度到零上几千度，而各种材料做成的温度传感器只能在一定的温度范围内使用。
常用的测温传感器的种类与测温范围如下表所示。
温度传感器与被测介质的接触方式分为两大类：接触式和非接触式。
接触式温度传感器需要与被测介质保持热接触，使两者进行充分的热交换而达到同一温度。
这一类传感器主要有电阻式、热电偶、PN结温度传感器等。
非接触式温度传感器无需与被测介质接触，而是通过被测介质的热辐射或对流传到温度传感器，以达到测温的目的。
这一类传感器主要有红外测温传感器。
这种测温方法的主要特点是可以测量运动状态物质的温度（如慢速行使的火车的轴承温度，旋转着的水泥窑的温度）及热容量小的物体（如集成电路中的温度分布）。
温度传感器的种类较多，我们介绍几种主要的温度传感器及应用电路。
PN结温度传感器工作原理晶体二极管或三极管的PN结的结电压是随温度而变化的。
例如硅管的PN结的结电压在温度每升高1℃时，下降-2mV，利用这种特性，一般可以直接采用二极管（如玻璃封装的开关二极管1N4148）或采用硅三极管（可将集电极和基极短接）接成二极管来做PN结温度传感器。
这种传感器有较好的线性，尺寸小，其热时间常数为0.2—2秒，灵敏度高。
测温范围为-50—+150℃。
温度传感器的应用与原理图
温度传感器的应用与原理图一、温度传感器的概述温度传感器是一种能够感知环境温度的电子器件，广泛应用于工业控制、电子设备、医疗器械等领域。
温度传感器的应用与原理图是学习和了解温度传感器的关键内容，下面将介绍其应用领域以及常见的原理图设计。
二、温度传感器的应用领域温度传感器在各个领域有着广泛的应用，主要包括以下几个方面：1. 工业自动化控制在工业生产中，温度传感器可以用于监测和控制各种设备和工艺的温度。
比如，在石油、化工等危险环境中，高温传感器可以用于监测管道和容器的温度，以保证设备的安全运行。
2. 电子设备温度传感器在电子设备中的应用非常广泛，比如，在智能手机、平板电脑等移动设备中，温度传感器可以实时监测设备的温度，以避免过热现象的发生，保护设备的正常运行。
3. 医疗器械医疗器械中使用的温度传感器可以监测患者的体温，从而及时发现并处理体温异常的情况。
此外，温度传感器还可以应用于手术室、实验室等环境中，监测空气和液体的温度。
4. 环境监测温度传感器可以应用于环境监测领域，监测大气温度、水温等参数，用于气象、水文和环境保护等领域。
三、温度传感器的原理图设计下面是一个常见的温度传感器原理图设计示例：温度传感器原理图设计:1. 温度传感器模块- 使用AD传感器进行温度读取- 通过I2C接口与MCU通信2. 微控制器单元（MCU）- 负责控制温度传感器模块的工作- 通过I2C总线与其他设备通信- 可以根据温度读数执行相应的操作3. 显示屏- 用于显示温度读数和其他信息- 可以选择LCD屏或者LED数码管4. 电源与电源管理- 提供供电电压和电流- 稳定电源以保证传感器工作的可靠性5. 外部接口- 提供与其他设备的通信接口（如UART、SPI等）- 可以连接到计算机、上位机或者其他外部设备四、总结温度传感器在各个行业有着广泛的应用，我们可以根据不同的需求选择不同类型的温度传感器，并设计相应的原理图。
通过这些原理图，我们可以实现温度传感器与其他设备的数据通信，从而实现对环境温度的监测和控制。
传感器的原理及应用
传感器随着现代科技的发展，传感器技术的应用越来越广泛。
其中，在传感器家族中占有重要地位的成员——温度传感器的应用也深入了各个领域。
于是,在新学期的研学课中,我们小组决定研究温度传感器的构造,工作原理,各种用途并争取自己设计出一款新的传感器.那么先来了解一下传感器的大家族吧.以下是我们小组前期活动中收集到的资料的汇编.一、传感器定义什么叫传感器？从广义上讲，传感器就是能感知外界信息并能按一定规律将这些信息转换成可用信号的装置；简单说传感器是将外界信号转换为电信号的装置。
所以它由敏感元器件（感知元件）和转换器件两部分组成，有的半导体敏感元器件可以直接输出电信号，本身就构成传感器。
敏感元器件品种繁多，就其感知外界信息的原理来讲，可分为①物理类，基于力、热、光、电、磁和声等物理效应。
②化学类，基于化学反应的原理。
③生物类，基于酶、抗体、和激素等分子识别功能。
通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类（还有人曾将传感器分46类）。
下面对常用的热敏、光敏、气敏、力敏和磁敏传感器及其敏感元件介绍如下。
二、温度传感器及热敏元件温度传感器主要由热敏元件组成。
热敏元件品种教多，市场上销售的有双金属片、铜热电阻、铂热电阻、热电偶及半导体热敏电阻等。
以半导体热敏电阻为探测元件的温度传感器应用广泛，这是因为在元件允许工作条件范围内，半导体热敏电阻器具有体积小、灵敏度高、精度高的特点，而且制造工艺简单、价格低廉。
1 半导体热敏电阻的工作原理按温度特性热敏电阻可分为两类，随温度上升电阻增加的为正温度系数热敏电阻，反之为负温度系数热敏电阻。
⑴正温度系数热敏电阻的工作原理此种热敏电阻以钛酸钡（BaTio3）为基本材料，再掺入适量的稀土元素，利用陶瓷工艺高温烧结尔成。
纯钛酸钡是一种绝缘材料，但掺入适量的稀土元素如镧（La）和铌（Nb）等以后，变成了半导体材料，被称半导体化钛酸钡。
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非接触式温度传感器（热辐射）
利用被测物体热辐射而发出红外线，从而测量物体的温度，
可进行遥测。其制造成本较高，测量精度却较低。优点是：不从
被测物体上吸收热量；不会干扰被测对象的温度场；连续测量不
会产生消耗；反应快等。
（P106~P107 表3-2、3-3）
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传感器与测试技术
接触式与非接触式测温方法及其特点
传感器与测试技术
➢现代生活中准确的温度是不可缺少的信息内容，如 家用电器有：电饭煲、电冰箱、空调、微波炉这些 家用电器中都少不了温度传感器。
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第一节 概 论
温度是反映物体冷热状态的物理参数。
温度是与人类生活息息相关的物理量。 在2000多年前，就开始为检测温度进行了各种努力，并开始使 用温度传感器检测温度。 人类社会中，工业、农业、商业、科研、国防、医学及环保等 部门都与温度有着密切的关系。 工业生产自动化流程，温度测量点要占全部测量点的一半左右。
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第三章
传感器与测试技术
温度传感器
教学目的与要求：要求学生了解集成温度传感器的原理及 应用;掌握热电偶、热敏电阻、铂电阻等 常用测温传感器的原理、特性及应用。
教学重点：热电偶、热敏电阻、铂电阻的工作电路及应用 教学难点：热电偶的冷端温度补偿、热电阻的三线制接法
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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
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变色涂料在电脑内部温度中的示温作用
CPU散热风 扇
温度升高后变为红色
低温时显示蓝 色
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体积热膨胀式
传感器与测试技术
不需要电源，耐用；但感温部 件体积较大。
计，结构简单，应用广泛； • 家电、汽车上使用的传感器，价格便宜、用量大、成本低、
性能差别不大； • 工业上使用的温度传感器，性能价格差别比较大，因为传
感器的精度直接关系到产品质量和控制过程，通常价格比 较昂贵。
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传感器与测试技术
➢ 按工作原理主要有以下几类：
• 热电偶：利用金属温差电动势，有耐高温、精度高的特点； • 热电阻：利用导体随温度变化，测温不高； • 热敏电阻：利用半导体材料随温度变化测温，体积小、灵敏
测量方式 仪表名称 测温原理 精度范围
特点
测温范围/℃
双金属 固体热膨胀变形 温度计 量随温度变化
1~2.5
结构简单，指示清楚，读数方 -100~600
便；精度较低，不能远传
一般-80~600
接 触
压力式 温度计
气(汽)体、液体 在定容条件下， 压力随温度变化
1~2.5
结构简单可靠，可较远距离传 输<50 m；精度较低，受环境温 度影响较大
因此，人类离不开温度，当然也离不开温度传感器。
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二、温度传感器的特点与分类
1、温度传感器的物理原理
随物体的热膨胀相对变化而引起的体积变化； 蒸气压的温度变化； 电极的温度变化 热电偶产生的电动势； 光电效应 热电效应 介电常数、导磁率的温度变化； 物质的变色、融解； 强性振动温度变化； 热放射； 热噪声。
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2、温度传感器的分类
温度传感器的种类很多，分类方法有多种。
➢ 根据所用测温物质的不同和测温范围不同
有煤油温度计、酒精温度计、水银温度计、气体温度计、 电阻温度计、温差温度计、辐射温度计、光测温度计等等。
➢ 按价格和性能可分为： • 热膨胀温度传感器，有液体、气体的玻璃式温度计、体温
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一、热电偶的工作原理
1、热电效应 将两种不同材料的导体A和B串接成一个闭合回路，
当两个接点温度不同时，在回路中就会产生热电势，形成 电流，此现象称为热电效应。
热电极
测量端 工作端 热端
0~600 一般0~300
式 测 温
玻璃管 液体 温度计
液体热膨胀体积 量随温度变化
0.1~2.5
结构简单，精度较高；读数不 便，不能远传
-200~600 一般-100~600
仪
表
热电阻 温度计
金属或半导体电 阻值随温度变化
0.5~3.0
精度高；便于远传；需外加电 源
-258~1200 一般-200~650
度高、稳定性差；
• 集成温度传感器：利用晶体管PN结电流、电压随温度变化，
有专用集成电路，体积小、响应快、价 廉，测量150℃以下温度。
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按测温方法不同：
接触式温度传感器：（热平衡）
传感器直接与被测物体接触进行温度测量，由于被测物体的 热量传递给传感器，降低了被测物体温度，特别是被测物体热容 量较小时，测量精度降低。因此采用这种方式要测得物体的真实 温度的前提条件是被测物体的热容量要足够大。
热电偶 温度计
热电效应
0.5~1.0
测温范围大，精度高，便于远 传；低温测量精度较差
-269~2800 一般200~1800
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（续）
测量方式 仪表名称 测温原理 精度范围
特点
测温范围/℃
非 接 触
光学 高温计
物体单色辐射 强度及亮度随 温度变化
1.0~1.5
结构简单，携带方便，不破坏对 象温度场；易产生目测主观误差， 外界反射辐射会引起测量误差
200~3200 一般600~2 400
式
测
温 仪
辐 射 物体全辐射能 高温计 随温度变化Fra bibliotek1.5
结构简单，稳定性好，光路上环 100~3 200 境介质吸收辐射，易产生测量误差 一般700~2 000
表
EXIT
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气体的体积与热力 学温度成正比
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红外温度计
传感器与测试技术
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第二节 热电偶温度传感器
温差热电偶（简称热电偶）是目前温度测量中使 用最普遍的传感元件之一。它除具有结构简单，测量 范围宽、准确度高、热惯性小，输出信号为电信号便 于远传或信号转换等优点外，还能用来测量流体的温 度、测量固体以及固体壁面点的温度。微型热电偶还 可用于快速及动态温度的测量。