温度传感器优秀课件
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《温度传感器》课件
04
温度传感器的选型与使用注意事项
温度传感器的选型原则
根据测量范围选择
根据所需测量的温度范围选择合 适的温度传感器，如热电偶适用 于高温测量，而热敏电阻则适用
于中低温测量。
根据精度要求选择
根据测量精度要求选择合适的温度 传感器，如高精度测量需要使用热 电偶或热电阻等高精度温度传感器 。
根据环境因素选择
温度传感器的分类
总结词：种类介绍
详细描述：温度传感器有多种类型，常见的有热电阻、热电偶、集成温度传感器等。不同类型的温度传感器有不同的特点和 适用范围。
温度传感器的工作原理
总结词：工作机制
详细描述：温度传感器的工作原理基于热电效应、热电阻效应等物理效应，通过感知物体温度变化产 生的物理量变化，转换为电信号输出。
02
常见温度传感器介绍
热电阻型温度传感器
总结词
基于热电阻原理，通过测量电阻值变化来感知温度变化。
详细描述
热电阻型温度传感器利用金属导体随温度变化的电阻值来测 量温度。常见的热电阻材料有铜、镍、铂等，其中铂电阻精 度高，稳定性好，广泛应用于工业和科研领域。
热电偶型温度传感器
总结词
基于热电效应原理，通过测量热电势来反映温度变化。
农业与园艺领域
总结词
农业与园艺领域中，温度传感器对于作物生长、动物 养殖和农业设施的运行具有重要意义。
详细描述
在农业领域，温度传感器可以监测温室、畜禽舍、渔塘 等场所的温度变化，帮助养殖户和农民及时调整环境温 度，保证动植物的正常生长和生产效益。在园艺领域， 温度传感器可以用于监测植物生长环境的温度变化，如 花房、植物培养室等场所的温度控制，促进植物健康生 长和提高园艺产品的品质。此外，温度传感器还可以用 于农业设施的温度监测和控制，如农业机械、灌溉系统 等设备的运行状态和温度管理。
温度传感器概述(共8张PPT)
模块四 温度传感器及其应用
4.1.1 温度传感器概述
学习目标：
传
温度检测点，测温范围、测温器件和测温电路。
感 学习重点：
器 原
（1）热敏电阻的测温范围及性能；
理 （2）热敏电阻的测温电路分析；
及 （3）热电偶的四个基本定律；
应 （4）热电偶的冷端补偿；
用 （5）热电偶分度表的应用。
学习难点：
温度传感器一般是利用材料的热敏特性，实现由温度到电参量的转换。
原 （5）热电偶分度表的应用。
（5）热电偶分度表的应用。
理 温度传感器一般是利用材料的热敏特性，实现由温度到电参量的转换。
温度检测点，测温范围、测温器件和测温电路。
及 学习重点：
（1）热敏电阻的测温范围及性能；
应 （3）热电偶的四个基本定律； 用
及 温度到电参量的转换。其中将温度变化转换为电阻变
应 化的称为热电阻传感器；将温度变化转换为热电动势
用
变化的称为热电偶传感器；利用半导体材料电阻率随 温度变化特性制作的半导体集成温度传感器等。
模块四 温度传感器及其应用
4.1.1 温度传感器概述
1、三种温度表示方法
传 感 器
➢摄氏温标：规定在标准大气压下纯水的冰融点为0℃， 水沸点为100℃，中间分100等份，每一等份定义为1℃ ；
温度控制要求也更高。
模块四 温度传感器及其应用
4.1.1 温度传感器概述
温度传感器概述
传
感
温度是表示物体冷热程度的物理量，是日常生活、
器 原
医学、工业生产及科研等各个领域广泛接触的物理量， 它与国民经济发展关系十分密切。测控温度的关键是 温敏元件，即温度材料的热敏特性，实现由
4.1.1 温度传感器概述
学习目标：
传
温度检测点，测温范围、测温器件和测温电路。
感 学习重点：
器 原
（1）热敏电阻的测温范围及性能；
理 （2）热敏电阻的测温电路分析；
及 （3）热电偶的四个基本定律；
应 （4）热电偶的冷端补偿；
用 （5）热电偶分度表的应用。
学习难点：
温度传感器一般是利用材料的热敏特性，实现由温度到电参量的转换。
原 （5）热电偶分度表的应用。
（5）热电偶分度表的应用。
理 温度传感器一般是利用材料的热敏特性，实现由温度到电参量的转换。
温度检测点，测温范围、测温器件和测温电路。
及 学习重点：
（1）热敏电阻的测温范围及性能；
应 （3）热电偶的四个基本定律； 用
及 温度到电参量的转换。其中将温度变化转换为电阻变
应 化的称为热电阻传感器；将温度变化转换为热电动势
用
变化的称为热电偶传感器；利用半导体材料电阻率随 温度变化特性制作的半导体集成温度传感器等。
模块四 温度传感器及其应用
4.1.1 温度传感器概述
1、三种温度表示方法
传 感 器
➢摄氏温标：规定在标准大气压下纯水的冰融点为0℃， 水沸点为100℃，中间分100等份，每一等份定义为1℃ ；
温度控制要求也更高。
模块四 温度传感器及其应用
4.1.1 温度传感器概述
温度传感器概述
传
感
温度是表示物体冷热程度的物理量，是日常生活、
器 原
医学、工业生产及科研等各个领域广泛接触的物理量， 它与国民经济发展关系十分密切。测控温度的关键是 温敏元件，即温度材料的热敏特性，实现由
温度传感器精品PPT课件
波长/μm
ห้องสมุดไป่ตู้
0.01 极远紫外
可见光 近红外
5
10
远红外
近紫外 远紫外
5.2 红外温度传感器
相对应的频率大致在4×1014～3×1011 Hz之间，红外线 与可见光、紫外线、x射线、射线和微波、无线电波一起 构成了整个无限连续的电磁波谱。
红外辐射的物理本质是热辐射。物体的温度越高， 辐射出来的红外线越多，红外辐射的能量就越强。研究发 现，太阳光谱各种单色光的热效应从紫色光到红色光是逐 渐增大的，而且最大的热效应出现在红外辐射的频率范围 内，因此人们又将红外辐射称为热辐射或热射线。
5.1 半导体温度传感器
半导体材料的电阻率对温度十分敏感，可利 用半导体材料电阻率随温度变化的特征制成半导 体温度传感器，可分为单晶非结型、PN结型、集 成温度传感器等。
5.1.1单晶非结型温度传感器 由半导体材料的电子学特征可知，半导体的
电阻率主要取决于载流子的浓度和迁移率，而载 流子的浓度和迁移率的变化又与温度的变化密切 相关。
3 V＋
10 mV / K
传感器
＋ 放大器 －
2 输入 50 k
1 输出
4 V－
图5-20 电压输出型IC温度传感器放大器的原理框图
5.2 红外温度传感器
任何物体只要其自身及周围的温度不是 绝对零度，都会以电磁波的形式向周围辐射 热量，这种能量叫辐射能。当与周围的温度 相等时，辐射热量过程处于动平衡状态。
5.1 半导体温度传感器
1.迁移率与温度的关系（如书上的图5-1、5-2）
2.电阻率与温度的关系 载流子产生 杂质电离
散射结构
本征激发 电离杂质散射
晶格散射
3.硅温度传感器的结构 4.电阻—温度特性
《温度传感器概述》课件
2 温度传感器种类
温度传感器的种类包括热电传感器、热敏电阻传感器、晶体管传感器、晶体谐振传感器 和光学式传感器等多种类型。
温度传感器的应用
领域应用
温度传感器广泛应用于工业控制、家用电器、汽车、 医疗设备和气象领域等。
物联网中的应用
在物联网中，温度传感器被用于智能家居、智能农 业、环境监测和能源管理等。
温度传感器的工作原理
热电传感器
利用不同金属导体的温差来 产生电压信号。
热敏电阻传感器
根据电阻与温度之间的关系 来测量温度变化。
晶体管传感器
通过晶体管的温度特性来检 测温度变化。
晶体谐振传感器
利用晶体谐振频率对温度进行测量。
光学式传感器
利用光学原理来感知温度变化。
温度传感器的。
3 微电子技术
微电子技术的发展将进一步推动温度传感器的小型化、高性能化和低功耗化。
总结
重要作用
温度传感器在许多领域中发挥了重要的作用，为工业、家居和物联网等提供了不可或缺的数 据支持。
需注意的问题
温度传感器的种类、工作原理、性能指标和选型都是需要注意的问题，确保选择最适合的传 感器。
未来发展
温度传感器的未来发展前景广阔，无线传输技术、光学传感技术和微电子技术将驱动其进一 步创新与突破。
应用环境选型
考虑使用环境的特殊性，选择 能够适应环境条件的温度传感 器。
精度要求选型
根据应用场景的精度要求，选 择具备足够精度的温度传感器。
温度传感器的未来发展趋势
1 无线传输技术
温度传感器的无线传输技术将会得到进一步的发展，实现更方便的数据采集和监测。
2 光学传感技术
光学传感技术可能成为未来温度传感器的重要方向，具备更高的测量精度和更大的应用 潜力。
温度传感器的种类包括热电传感器、热敏电阻传感器、晶体管传感器、晶体谐振传感器 和光学式传感器等多种类型。
温度传感器的应用
领域应用
温度传感器广泛应用于工业控制、家用电器、汽车、 医疗设备和气象领域等。
物联网中的应用
在物联网中，温度传感器被用于智能家居、智能农 业、环境监测和能源管理等。
温度传感器的工作原理
热电传感器
利用不同金属导体的温差来 产生电压信号。
热敏电阻传感器
根据电阻与温度之间的关系 来测量温度变化。
晶体管传感器
通过晶体管的温度特性来检 测温度变化。
晶体谐振传感器
利用晶体谐振频率对温度进行测量。
光学式传感器
利用光学原理来感知温度变化。
温度传感器的。
3 微电子技术
微电子技术的发展将进一步推动温度传感器的小型化、高性能化和低功耗化。
总结
重要作用
温度传感器在许多领域中发挥了重要的作用，为工业、家居和物联网等提供了不可或缺的数 据支持。
需注意的问题
温度传感器的种类、工作原理、性能指标和选型都是需要注意的问题，确保选择最适合的传 感器。
未来发展
温度传感器的未来发展前景广阔，无线传输技术、光学传感技术和微电子技术将驱动其进一 步创新与突破。
应用环境选型
考虑使用环境的特殊性，选择 能够适应环境条件的温度传感 器。
精度要求选型
根据应用场景的精度要求，选 择具备足够精度的温度传感器。
温度传感器的未来发展趋势
1 无线传输技术
温度传感器的无线传输技术将会得到进一步的发展，实现更方便的数据采集和监测。
2 光学传感技术
光学传感技术可能成为未来温度传感器的重要方向，具备更高的测量精度和更大的应用 潜力。
温度传感器 ppt课件
无危险性，无公害等。
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3.5.1 温度传感器概述
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3. 温度传感器的种类及特点
接触式温度传感器 非接触式温度传感器
接触式温度传感器的特点：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，测量精度较低。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。
非接触式温度传感器主要是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。
n= 5/9 (m-32) ℃
几种温标的对比
正常体温 为37 C ， 相当于华 氏温度多 少度？
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3.5.1 温度传感器概述
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二、温度传感器的特Байду номын сангаас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。
完全地确定温标。1954年，国际计量会议选定水的三相点为
273.16，并以它的1/273.16定为一度，这样热力学温标就完全
确定了，即T=273.16(Q1/Q2)。
3.5.1 温度传感器概述
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2．国际实用温标
为解决国际上温度标准的统一及实用，经协商决定，建立一种既 能体现热力学温度又使用方便、容易实现的温标，即国际实用温 标International Practical Temperature Scale of 1968(简称 IPTS-68)，又称国际温标。
温度传感器PPT课件
•由于两端温差的存在、高温端 电子能量比低温端电子能量大。 因而，高温端失去电子带正电 荷，低温端获得电子带负电， 这样，在导体内从高温端到低 温端形成一个静电场。
（一）热电偶式传感器
❖ 2）温差电势
当静电场形成并两端电子数达到动态平衡时，
在导体两端便产生一个相应的电位差，即（UtUt0），该电位差称温差电动势。
（一）热电偶式传感器
❖ 1）接触电势
接触电动势的大小取决于两种不同导体的性质 和接触点的温度，与材料几何形状和接触点的位 置无关。
e U U At、t0 e U U Bt、t0
At
Bt
At0
Bt0
（1）
（一）热电偶式传感器
❖ 2）温差电势
图2 温差电势
•温差电势：在同一导体的两端 因其温度不同而产生的一种热 电势。
e U U At、t0 e U U Bt、t0
At
Bt
At0
Bt0
（2）
（一）热电偶式传感器
❖ 3）热电偶回路总热电动势
总热电势是接触电势和温差电势之和。即：
ee e e E A ( t、 B t0 ) A tBB t、 t0 A t0 B A t、 t0 （3）
由于温差电势比接触电势小得多，故可略去。则：
❖ 温度传感器在日本等国已应用于煤矿井下。
（一）热电偶式传感器
❖ 1、热电效应
•两种不同的导体（或半导体）如A/B，组成闭合回路，当A、B 相接的两个节点温度不同时（t≠t0），则在回路中产生一个 热电动势，这种现象通常称作热电效应。 •A、B组件称热电偶，每个单件称热电极。两个接点中，一端 称工作端（测量端或热端）如t端；另一端称自由端（参比端 或冷端）如t0端。
（一）热电偶式传感器
❖ 2）温差电势
当静电场形成并两端电子数达到动态平衡时，
在导体两端便产生一个相应的电位差，即（UtUt0），该电位差称温差电动势。
（一）热电偶式传感器
❖ 1）接触电势
接触电动势的大小取决于两种不同导体的性质 和接触点的温度，与材料几何形状和接触点的位 置无关。
e U U At、t0 e U U Bt、t0
At
Bt
At0
Bt0
（1）
（一）热电偶式传感器
❖ 2）温差电势
图2 温差电势
•温差电势：在同一导体的两端 因其温度不同而产生的一种热 电势。
e U U At、t0 e U U Bt、t0
At
Bt
At0
Bt0
（2）
（一）热电偶式传感器
❖ 3）热电偶回路总热电动势
总热电势是接触电势和温差电势之和。即：
ee e e E A ( t、 B t0 ) A tBB t、 t0 A t0 B A t、 t0 （3）
由于温差电势比接触电势小得多，故可略去。则：
❖ 温度传感器在日本等国已应用于煤矿井下。
（一）热电偶式传感器
❖ 1、热电效应
•两种不同的导体（或半导体）如A/B，组成闭合回路，当A、B 相接的两个节点温度不同时（t≠t0），则在回路中产生一个 热电动势，这种现象通常称作热电效应。 •A、B组件称热电偶，每个单件称热电极。两个接点中，一端 称工作端（测量端或热端）如t端；另一端称自由端（参比端 或冷端）如t0端。
《温度传感器》PPT课件
精选ppt
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（3）测试方法
测量不同温度条件下发动机冷却液温度传感器的 输出电压，观察电压是否满足其特性曲线，即传 感器输出电压与温度的关系曲线。
精选ppt
17
•发动机冷却液温度传感器电压特性曲线
精选ppt
18
第二步：传感器与发动机控制模块之间连接 电路的测试
5V VO
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•第三步、传感器单件测试（就车检测）
对于负热敏系数的温度传感器来说，随 着温度的上升，传感器的电阻值将下降， 传感器两端的电压降也将下降，发动机 控制模块就是根据该电压的变化来识别 发动机冷却液的温度。
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4、传感器的电阻特性
随着温度的
电阻
上升，传感 器的电阻值 不断减小。
精选ppt
13
5、传感器的电压特性
电压
随着温度的
升，传感器的电阻将增大； （2）负热敏系统的温度传感器：即随着温度的上
升，传感器的电阻将减小；来自精选ppt10
3、温度传感器的工作过程
精选ppt
11
对于正热敏系数的温度传感器来说，随 着温度的上升，传感器的电阻值将上升， 传感器两端的电压降也将上升，发动机 控制模块就是根据该电压的变化来识别 发动机冷却液的温度。
精选ppt
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•第三步、传感器单件测试（拆卸测试）
精选ppt
21
•发动机冷却液温度传感器的电阻标准曲线
精选ppt
22
上升，传感
器的电压值
不断减小。
精选ppt
14
测试篇
精选ppt
15
第一步：传感器输出信号的测试
（1）测试所需的仪器设备：
温度传感器ppt.. 共23页
温度传感器的前景及发展方向
温度传感器技术朝着高精度、高可靠性 、宽测量范围、微型化及微功耗方向发展. 并不断开发出一些能在特殊环境下工作的 温度传感器，如可在高低温(一200一 2000℃)、化学腐 蚀性强、电磁干扰严重 的恶劣环境中工作的光纤温度传感器。
Thank you
标准化热电偶的主要性能和特点
热敏电阻温度传感器
热敏电阻是利用半导体（某些金属氧化物如 NiO,MnO2, CuO,TiO2)的电阻值随温度显著变化这一 特性制成的一种热敏元件，其特点是电阻率随温度而 显著变化，一般测温范围：－50 ~ ＋300℃。
壳体
引线
热敏电阻
（a）玻璃罩珠状
（b）片状
（c）垫圈状
数字输出IC温度传感器：带有一个内置参但可以采用自动关闭和单次转换模式 使其在需要测量之前将IC设置为低功耗状态，从 而将自身发热降到最低。
温度传感器的应用
感测应用： 温度传感器的热转换方式经常被用来测量物理量(如流
量、辐 射、气体压力、气体种类、湿度、热化学反应等)。 这些传感器的测量值都是以热 形式为媒介并以电信号的 方式输出。
温度传感器的应用
生物医学应用： 生物医学的应用必须使用特殊的温度传感器，其中最
重要 的特性是要求低功耗、长期稳定性好、可靠性高以 及在32~44℃之间，精确度小 于0.1℃。
温度传感器的应用
太空应用： 热敏电阻以及硅PN结已经使用于太空温度测量。具有
数字输出功能的智 能温度传感器可应用于未来的卫星设
温度传感器
组员： 赵芮爽 2019210045 白世文 2019210046 侯永涛 2019210047 翟德强 2019210048 宋 莹 2019210049
《温度传感器》课件
常见温度传感器介绍
REPORTING
热电偶温度传感器
总结词
基于热电效应原理，测量范围宽，准确度高，但响应时间较慢。
详细描述
热电偶温度传感器是利用热电效应原理进行测温的传感器，其测量范围宽，准 确度高，适用于中高温的测量。但由于其响应时间相对较慢，因此不适用于需 要快速响应的场合。
热电阻温度传感器
总结词
温度传感器通过感知周围环境的温度变化，将其转换为电信 号，再经过信号处理电路的处理，最终输出温度值。
详细描述
温度传感器内部通常包含敏感元件和信号处理电路。敏感元 件负责感知周围环境的温度变化，产生相应的电信号；信号 处理电路则对电信号进行放大、滤波、线性化等处理，最终 输出稳定的温度值。
PART 02
温度传感器类型
总结词
温度传感器有多种类型，包括热电阻、热电偶、集成温度传感器等。
详细描述
热电阻型温度传感器利用金属导体的电阻随温度变化的特性来测量温度；热电偶 型温度传感器利用热电效应原理测量温度；集成温度传感器则是将温度传感器与 信号处理电路集成在一起，具有测量精度高、体积小等优点。
温度传感器工作原理
温度传感器可用于监测工厂或工业园 区的环境温度，优化能源消耗，降低 运营成本。
农业领域应用
温室环境调控
在温室种植中，温度对作物的生 长至关重要。温度传感器可以监 测温室内外的温度变化，为温室
环境调控提供数据支持。
畜禽养殖管理
在畜禽养殖中，温度传感器可以帮 助养殖户监测畜禽的生长环境，提 高养殖效率和管理水平。
农业物联网应用
结合物联网技术，温度传感器可以 为农业智能化管理提供数据支持， 实现精准农业和智慧农业的发展。
医疗领域应用
REPORTING
热电偶温度传感器
总结词
基于热电效应原理，测量范围宽，准确度高，但响应时间较慢。
详细描述
热电偶温度传感器是利用热电效应原理进行测温的传感器，其测量范围宽，准 确度高，适用于中高温的测量。但由于其响应时间相对较慢，因此不适用于需 要快速响应的场合。
热电阻温度传感器
总结词
温度传感器通过感知周围环境的温度变化，将其转换为电信 号，再经过信号处理电路的处理，最终输出温度值。
详细描述
温度传感器内部通常包含敏感元件和信号处理电路。敏感元 件负责感知周围环境的温度变化，产生相应的电信号；信号 处理电路则对电信号进行放大、滤波、线性化等处理，最终 输出稳定的温度值。
PART 02
温度传感器类型
总结词
温度传感器有多种类型，包括热电阻、热电偶、集成温度传感器等。
详细描述
热电阻型温度传感器利用金属导体的电阻随温度变化的特性来测量温度；热电偶 型温度传感器利用热电效应原理测量温度；集成温度传感器则是将温度传感器与 信号处理电路集成在一起，具有测量精度高、体积小等优点。
温度传感器工作原理
温度传感器可用于监测工厂或工业园 区的环境温度，优化能源消耗，降低 运营成本。
农业领域应用
温室环境调控
在温室种植中，温度对作物的生 长至关重要。温度传感器可以监 测温室内外的温度变化，为温室
环境调控提供数据支持。
畜禽养殖管理
在畜禽养殖中，温度传感器可以帮 助养殖户监测畜禽的生长环境，提 高养殖效率和管理水平。
农业物联网应用
结合物联网技术，温度传感器可以 为农业智能化管理提供数据支持， 实现精准农业和智慧农业的发展。
医疗领域应用
九年级上册5.2温度传感器(共35张PPT)
热电阻传感器
热电阻：电阻值随温度变化的温度检测元件。 金属热电阻的阻值与温度的关系： RT=R0[1+a(T-T0)+b(T-T0)2...] 式中，Rt为温度t时的阻值；Rt0为温度t0（通常t0=0℃）时对应电阻值；α为温度系数。 半导体热电阻的阻值与温度的关系： RT=AeB/t 式中Rt为温度为t时的阻值；A、B取决于半导体材料的结构的常数。
右图是采用热敏电阻的温度测量电路， 图ａ为并联方式，热敏电阻ＲＴ与电阻ＲＳ 并联，输出ＵＯ为： U0=( )Ub 式中，ＲＴＨ＝ＲＲＴ//ＲＳ。由于这种电 路非常简单，电源电压的变化会直接影 响输出，因此，工作电源一般采用稳压 电源。 图ｂ)为桥接方式，热敏电阻作为桥 的一臂，输出为桥路之差，即为: Ｕ0＝ ( )Ua 式中，ＲＴＨ＝ＲＲＴ//ＲＳ。
温度传感器
温度传感器的类型
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温度传感器的测温范围
用比较法测量各种量（如电阻、电容、电感等）的仪器。最简单的是由四个支路组成的电路。各支路称为电桥的“臂”。如图电路中有一电阻为未知（Ｒ2），一对角线中接入直流电源Ｕ，另一对角线接入检流计Ｇ。可以通过调节各已知电阻的值使Ｇ中无电流通过，则电桥平衡，未知电阻Ｒ2＝Ｒ1·Ｒ４/Ｒ3。 图2中，非平衡电桥的BD两端接负载电阻为Ro的电压表。该电桥不需要调平衡，只要测量输出电压Uo或电流Io，就可得到Rx值。 当负载电阻Ro→∞（即电桥输出处于开路状态）时，Io=0，电桥输出端接数字电压表或高输入阻抗放大器时属这种情况。
用热敏电阻构成的测温计
图c用热敏电阻作为运算放大器的反馈电阻的测温电路，电路中2.5V基准电压与电阻形成的电流变换为与热敏电阻阻值变化相应的电压，这作为运算放大器A1的输出电压。该输出电压再经运算放大器A2后会被扣除一定的偏置电压，于是A2的输出电压信号与温度相对应。该电路的热敏电阻直接接在运算放大器构成的反相放大电路中，易受到外部感应噪声的影响，因此，重要的是热敏电阻回路的布线要尽量短。 根据继承运算放大器的性质不难算得： U0= 图d是热敏电阻与比较器组合的电路，其电路若达到设定温度，则比较器A1开始工作，A1应具有适当时滞特性，这样，电路就具有较好的快关特性。 U+=[(1.5+RP)/(1.5+RP+RT||Rs)]Ucc U-=(1/2)Ucc U+>U-时比较器开始工作。
热电阻：电阻值随温度变化的温度检测元件。 金属热电阻的阻值与温度的关系： RT=R0[1+a(T-T0)+b(T-T0)2...] 式中，Rt为温度t时的阻值；Rt0为温度t0（通常t0=0℃）时对应电阻值；α为温度系数。 半导体热电阻的阻值与温度的关系： RT=AeB/t 式中Rt为温度为t时的阻值；A、B取决于半导体材料的结构的常数。
右图是采用热敏电阻的温度测量电路， 图ａ为并联方式，热敏电阻ＲＴ与电阻ＲＳ 并联，输出ＵＯ为： U0=( )Ub 式中，ＲＴＨ＝ＲＲＴ//ＲＳ。由于这种电 路非常简单，电源电压的变化会直接影 响输出，因此，工作电源一般采用稳压 电源。 图ｂ)为桥接方式，热敏电阻作为桥 的一臂，输出为桥路之差，即为: Ｕ0＝ ( )Ua 式中，ＲＴＨ＝ＲＲＴ//ＲＳ。
温度传感器
温度传感器的类型
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温度传感器的测温范围
用比较法测量各种量（如电阻、电容、电感等）的仪器。最简单的是由四个支路组成的电路。各支路称为电桥的“臂”。如图电路中有一电阻为未知（Ｒ2），一对角线中接入直流电源Ｕ，另一对角线接入检流计Ｇ。可以通过调节各已知电阻的值使Ｇ中无电流通过，则电桥平衡，未知电阻Ｒ2＝Ｒ1·Ｒ４/Ｒ3。 图2中，非平衡电桥的BD两端接负载电阻为Ro的电压表。该电桥不需要调平衡，只要测量输出电压Uo或电流Io，就可得到Rx值。 当负载电阻Ro→∞（即电桥输出处于开路状态）时，Io=0，电桥输出端接数字电压表或高输入阻抗放大器时属这种情况。
用热敏电阻构成的测温计
图c用热敏电阻作为运算放大器的反馈电阻的测温电路，电路中2.5V基准电压与电阻形成的电流变换为与热敏电阻阻值变化相应的电压，这作为运算放大器A1的输出电压。该输出电压再经运算放大器A2后会被扣除一定的偏置电压，于是A2的输出电压信号与温度相对应。该电路的热敏电阻直接接在运算放大器构成的反相放大电路中，易受到外部感应噪声的影响，因此，重要的是热敏电阻回路的布线要尽量短。 根据继承运算放大器的性质不难算得： U0= 图d是热敏电阻与比较器组合的电路，其电路若达到设定温度，则比较器A1开始工作，A1应具有适当时滞特性，这样，电路就具有较好的快关特性。 U+=[(1.5+RP)/(1.5+RP+RT||Rs)]Ucc U-=(1/2)Ucc U+>U-时比较器开始工作。
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第一章 温度传感器
热传递的方式
①传导：指热量在固体内或静止的液体内 通过扩散来传播的方式。
②对流：对流是指热量通过液体或气体的 运动来传递。可分为自由对流和强制对 流。自由对流是指由于流体间存在温度 梯度而使其产生运动来传递热量。强制 对流指通过外界使流体运动来传递热量。
③辐射：是指热量通过电磁波的发射来传 递。
额定功率（PE）
指在标准压力和规定的最高环境温度 下，热敏电阻长期连续工作所允许的最 大耗散功率
热敏电阻的特性参数
热容量（C）
热敏电阻的温度变化1℃所需吸收或释放的 热量
耗散系数（H）
指热敏电阻的温度与周围介质的温度相差1 ℃时所耗散的功率
能量灵敏度（G）
使热敏电阻的阻值变化1％所需耗散的功率
热敏电阻的主要特性
把由两种不同材料构成的上述热电变换 元件称为热电偶，A和B两种不同的导体 称为热电极
1.2.1 热电偶的基本原理
实验证明，回路的总热电势为
T
E A(T B,T 0)T 0 Ad B T E A(T B) E A(T B 0)
式中为热电势率或塞贝克系数，其值随热电 极材料和两接点的温度而定
热电效应产生的电势由珀尔帖效应（接 触电势）和汤姆逊效应（温差电势）两部 分组成
热敏电阻是用某种金属氧化物为基体原 料，加入一些添加剂，采用陶瓷工艺制 成的具有半导体特性的电阻器
半导体比金属具有更大的电阻温度系数 热敏电阻的类型
正温度系数(PTC)热敏电阻，常用作限流元 件
负温度系数(NTC)热敏电阻，常用于自动控 制及电子线路的热补偿线路中
临界温度系数(CTR)热敏电阻，主要用作温 度开关
1.2 热电偶
特点：
结构简单 使用方便 精度高 热惯性小 可测量局部温度 便于远距离传送与集中检测、自动记录
1.2.1 热电偶的基本原理
热电效应
1823年由塞贝克（Seebeck）发现
A
T
T0
B
在两种不同的金属所组成的闭合回路中，当 两接触处的温度不同时，回路中就要产生热 电势，称为塞贝克电势。
三种热敏电阻的电阻温度特性
热敏电阻的特性参数
标称电阻值（R25）
热敏电阻在25℃时的零功率状态下的 阻值。
电阻温度系数（αT）
在规定的温度下，单位温度变化使热 敏电阻的阻值变化的相对值
热敏电阻的特性参数
时间常数（τ）
热敏电阻在零功率测量状态下，当环 境温度突变时，热敏电阻的阻值从起始 值变化到最终变化量的63％时所需的时 间
利用温度与电阻之间的函数关系，将温 度变化转换为电阻变化，进一步转换为 其它电参量的变化，从而实现温度的电 测量
利用这一原理制成的温度敏感元件称为 热电阻
热电阻材料分为金属热电阻和半导体热 电阻
1.1.1 热电阻
工作原理
电阻温度特性方程
R t R 0 1 (t t0 )
对于绝大多数金属导体，α并不是一个常数， 而是温度的函数 在一定的温度范围内， α可近似看作一个常 数 不同的金属导体， α保持常数所对应的温度 范围不同
1.1.1 热电阻
对感温元件材料的要求
材料的电阻温度系数要大 在测温范围内，材料的物理、化学性质稳定 在测温范围内，电阻温度系数保持为常数，
便于实现温度表的线性刻度特性 具有较大的电阻率，以利于减少热电阻的体
积，减小热惯性 良好的可加工性，特性复现性好，容易复制
常用的材料有铂、铜、铁和镍
常见的热电阻
第一章 温度传感器
在各种热电式传感器中，以将温度量转 换为电势和电阻的方法最为普遍。 热电偶
将温度变化转换为电势变化
热电阻
将温度变化转换为电阻值的变化
热释电传感器、红外传感器
将热辐射转换为电学量的变化
1.1 电阻型温度传感器
几乎所有导体或半导体的电阻率都随本 身温度的变化而变化——热电阻效应
1.2.1 热电偶的基本原理
珀尔帖效应（接触电势）
将同温度的两种不同的金属互相接触，由于 不同金属内自由电子的密度不同，在两金属 的接触处会发生自由电子的扩散现象，直至 在接点处建立起平衡电场
两种不同金属的接点处产生的电动势称为珀
尔帖电势，又称接触电势
EAB(T)
EA' B(T)
kTlnnA q nB
这个物理现象称为热电效应
1.2.1 热电偶的基本原理
两种不同材料的导体两端联接在一起， 一端称为工作端或热端(T)，测温时置于 被测温度场中；另一端称为参考端或冷 端(T0)，通常恒定在某一温度。此时在这 个回路中将产生一个与温度T、T0、以及 导体材料性质有关的电势EAB(T,T0)，然 后可以利用这个热电效应来测量温度。
A
EA' B(T)
EA' B(T0)
k q
(T
T0)lnnnBA
＋
u B
－
1.2.1 热电偶的基本原理
缺点
互换性差 热电特性非线性大
1.1.4电阻式温度传感器的应用
温度检测及指示 温度补偿 过热保护 自动延时电路 控温电路 降温报警器
1.2 热电偶
热电偶是将温度量转换为电势大小的热 电式传感器
热电偶体现的是热电效应 应用：
广泛用于测量100～1300℃范围内的温度 根据需要可以用来测量更高或更低的温度
温度特性
热敏电阻的电阻的电流I与其 两端之间电压U的关系，称为热敏电阻的伏 安特性
安时特性
表示热敏电阻在不同的外加电压下，电流达 到稳定最大值所需的时间。
热敏电阻的优缺点
优点
电阻温度系数大 灵敏度高 热容量小 响应速度快 分辨率很高
铂热电阻
一般用于高精度工业测量 标准电阻温度计，常用作温度基准 长时间稳定的温度重现性
铜热电阻
温度范围较窄 良好的性价比 常用于对温度测量精度要求不高的场合
其他热电阻
几种金属的温度特性曲线
热电阻图片及结构示意图
普通铠装热电阻
1.1.1 热电阻
热电阻的测量电路
三线连接法
四线连接法
1.1.2 热敏电阻
温度传感器优秀课件
第一章 温度传感器
主要内容：
电阻型温度传感器
热电阻 热敏电阻
热电偶
热电偶的基本原理 热电偶的种类和结构 热电偶的实用测量电路
温度传感器的应用
第一章 温度传感器
温度传感器是一种将温度变化转换 为电学量变化的装置，用于检测温 度和热量，也叫做热电式传感器。
温度传感器的用途 温度测量 温度控制 温度补偿