红外温度传感器 ppt课件
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2024年度传感器简介PPT课件
25
THANKS
感谢观看
2024/3/23
26
10
光电传感器
光电开关
利用光电效应将光信号转换为电 信号，实现物体的有无检测、位
置控制等功能。
2024/3/23
光电编码器
利用光电转换原理将机械位移或角 度转换为数字脉冲信号，实现高精 度位置或速度测量。
光纤传感器
利用光纤传输光信号，实现远距离、 高温、高压等恶劣环境下的测量与 控制。
11
03
传感器性能指标评价方法
提高生产效率和降低成本。
2024/3/23
17
智能家居领域应用
2024/3/23
环境监测
01
通过温湿度传感器、空气质量传感器等监测室内环境，为用户
提供舒适的居住环境。
安全防护
02
利用红外传感器、烟雾传感器等监测家庭安全状况，及时发现
并处理潜在危险。
智能控制
03
结合传感器数据和用户习惯，实现家居设备的自动化和个性化
9
位移传感器
电感式位移传感器
光电式位移传感器
利用电磁感应原理将位移转换为电感 量变化，具有测量精度高、响应速度 快等优点。
利用光电转换原理将位移转换为光信 号变化，具有测量精度高、抗干扰能 力强等优点。
电容式位移传感器
利用电容器原理将位移转换为电容变 化，具有非接触测量、分辨率高等特 点。
2024/3/23
24
生物医学传感器方向
利用生物相容性材料和微纳加工技术，开发植入式生物医学传感器，实现对人体内 部生理参数的实时监测和诊断。
发展基于生物分子识别原理的生物传感器，用于疾病标志物检测、药物筛选等领域。
2024/3/23
THANKS
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2024/3/23
26
10
光电传感器
光电开关
利用光电效应将光信号转换为电 信号，实现物体的有无检测、位
置控制等功能。
2024/3/23
光电编码器
利用光电转换原理将机械位移或角 度转换为数字脉冲信号，实现高精 度位置或速度测量。
光纤传感器
利用光纤传输光信号，实现远距离、 高温、高压等恶劣环境下的测量与 控制。
11
03
传感器性能指标评价方法
提高生产效率和降低成本。
2024/3/23
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智能家居领域应用
2024/3/23
环境监测
01
通过温湿度传感器、空气质量传感器等监测室内环境，为用户
提供舒适的居住环境。
安全防护
02
利用红外传感器、烟雾传感器等监测家庭安全状况，及时发现
并处理潜在危险。
智能控制
03
结合传感器数据和用户习惯，实现家居设备的自动化和个性化
9
位移传感器
电感式位移传感器
光电式位移传感器
利用电磁感应原理将位移转换为电感 量变化，具有测量精度高、响应速度 快等优点。
利用光电转换原理将位移转换为光信 号变化，具有测量精度高、抗干扰能 力强等优点。
电容式位移传感器
利用电容器原理将位移转换为电容变 化，具有非接触测量、分辨率高等特 点。
2024/3/23
24
生物医学传感器方向
利用生物相容性材料和微纳加工技术，开发植入式生物医学传感器，实现对人体内 部生理参数的实时监测和诊断。
发展基于生物分子识别原理的生物传感器，用于疾病标志物检测、药物筛选等领域。
2024/3/23
《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。
温度传感器原理课件
温度传感器原理课件
• 温度传感器概述 • 电阻式温度传感器 • 热电偶温度传感器 • 红外温度传感器 • 比较与选择策略 • 实验与案例分析 • 总结与展望
01
温度传感器概述
定义与分类
定义
温度传感器是一种将温度变量转 换为可输出信号的传感器，用于 测量物体或环境的温度。
分类
按照测量方式可分为接触式和非 接触式；按照工作原理可分为热 电偶、热电阻、半导体温度传感 器等。
讨论多功能传感器融合技术的发展趋势， 如温度、湿度、光照等传感器融合技术在 环境监测等领域的应用。
THANKS
感谢观看
05
比较与选择策略
不同类型传感器之间比较
热电偶传感器 利用热电效应测量温度，具有测量范围广、精度高的特点， 但响应速度较慢，且易受电磁干扰影响。
热电阻传感器 利用材料电阻随温度变化的特性测量温度，具有较高的精 度和稳定性，但线性度较差，需进行非线性补偿。
红外温度传感器 通过测量目标物体发射的红外辐射来测量温度，具有非接 触式测量、响应速度快、抗干扰能力强的优点，但受环境 因素影响较大，精度相对较低。
优缺点分析
优点
热电偶温度传感器具有测量范围宽（-270~+2000℃）、精度高、稳定性好、响应时间快等优点。此 外，热电偶结构简单，制造方便，成本较低。
缺点
热电偶的冷端补偿问题会影响测量精度。同时，热电偶对连接线的材质和长度有一定要求，否则会产 生附加误差。此外，热电偶的长期稳定性和复现性较差。
04
02
电阻式温度传感器
Байду номын сангаас
原理与结构
原理
利用物质电阻随温度变化的特性进行 测量。温度升高时，电阻值增加；温 度降低时，电阻值减小。
• 温度传感器概述 • 电阻式温度传感器 • 热电偶温度传感器 • 红外温度传感器 • 比较与选择策略 • 实验与案例分析 • 总结与展望
01
温度传感器概述
定义与分类
定义
温度传感器是一种将温度变量转 换为可输出信号的传感器，用于 测量物体或环境的温度。
分类
按照测量方式可分为接触式和非 接触式；按照工作原理可分为热 电偶、热电阻、半导体温度传感 器等。
讨论多功能传感器融合技术的发展趋势， 如温度、湿度、光照等传感器融合技术在 环境监测等领域的应用。
THANKS
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05
比较与选择策略
不同类型传感器之间比较
热电偶传感器 利用热电效应测量温度，具有测量范围广、精度高的特点， 但响应速度较慢，且易受电磁干扰影响。
热电阻传感器 利用材料电阻随温度变化的特性测量温度，具有较高的精 度和稳定性，但线性度较差，需进行非线性补偿。
红外温度传感器 通过测量目标物体发射的红外辐射来测量温度，具有非接 触式测量、响应速度快、抗干扰能力强的优点，但受环境 因素影响较大，精度相对较低。
优缺点分析
优点
热电偶温度传感器具有测量范围宽（-270~+2000℃）、精度高、稳定性好、响应时间快等优点。此 外，热电偶结构简单，制造方便，成本较低。
缺点
热电偶的冷端补偿问题会影响测量精度。同时，热电偶对连接线的材质和长度有一定要求，否则会产 生附加误差。此外，热电偶的长期稳定性和复现性较差。
04
02
电阻式温度传感器
Байду номын сангаас
原理与结构
原理
利用物质电阻随温度变化的特性进行 测量。温度升高时，电阻值增加；温 度降低时，电阻值减小。
温度传感器设计PPT课件
VS
详细描述
在医疗领域，温度传感器主要用于体温监 测、保温箱和恒温箱的温度控制等。例如 ，新生儿保温箱、药品储存恒温箱等都需 要精确的温度控制，以确保病患和药品的 安全。此外，体温监测也是医疗诊断中的 重要环节，温度传感器的准确性和可靠性 对于病患的及时救治具有重要意义。
环境温度测量
总结词
环境温度传感器用于气象观测、建筑节能、农业种植等领域，为人们的生活和生产提供 气象和环境数据。
温度传感器应用
要点一
总结词
温度传感器广泛应用于工业、医疗、环境监测等领域。
要点二
详细描述
在工业领域中，温度传感器被广泛应用于各种生产过程中 ，如冶炼、化工、热力发电等，用于监测和控制生产过程 中的温度。在医疗领域中，温度传感器被用于体温测量、 医用消毒等，为医疗诊断和治疗提供重要依据。在环境监 测领域中，温度传感器被用于气象观测、环境监测和生态 保护等方面，以监测和保护环境。
响应。
金属材料易于加工和集成，适 用于大规模生产和应用。
非金属材料
01
陶瓷、玻璃、石英等非金属材料具有较好的耐高温性能和稳定 性，适用于高温环境下的温度测量。
02
非金属材料的热敏电阻具有较高的灵敏度和稳定性，能够提供
准确的温度测量。
非金属材料易于加工成复杂的形状，适用于小型化和集成化的
03
温度传感器设计。
温度传感器是用于测量温度的装 置，它能够将温度这个非电学量 转换为可测量的电信号，以便进 一步处理和控制。
温度传感器类型
总结词
常见的温度传感器类型包括热电偶、热电阻和热敏电阻等。
详细描述
热电偶是一种利用塞贝克效应将温度转换为电势差的传感器，具有测量范围广、精度高、稳定性好等优点。热电 阻是利用导体电阻随温度变化的特性进行测温的传感器，具有测量精度高、稳定性好等优点。热敏电阻是一种利 用半导体的电阻随温度变化的特性进行测温的传感器，具有灵敏度高、响应速度快等优点。
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。
红外温度传感器ppt课件
滤光片中心波长：8-14um 内置环境温度传感器：0.3%NTC
滤光片中心波长：5um 内置环境温度传感器：NI
滤光片中心波长：8-14um 内置环境温度传感器：NI
滤光片中心波长：5um 内置环境温度传感器： 0.5%NTC
滤光片中心波长：8-14um 内置环境温度传感器： 0.3%NTC
9
传感器的正确使用
MCU
给出控制信号
可实现温度 的循环控制
6
应用原理框图二 MCU内部处理原理
MCU
NTC线性处理
温度补偿处理 线性化处理
接口电路
数字输入
推荐芯片
OUTPUT
FORTUNE FS511系列
7
温度补偿的计算方法
输出电压
常数
目标物辐射率
•Utp为采集的传感器电压输出数据值，依 据目标物体的辐射率以及环境的温度采集 值可以算出目标物体的温度。
正确
错误
由于该传感器是接收由透镜入射的红外光，所以范围非常重要，如果被 测物体以外的红外光也被采集，就意味着非被测物体的信息也被采集，从而 影响到测量的准确性。所以镜头的选择，目标物距离的计算尤为重要。
10
可以直接使用的模块
11
模块的选择
1.目标物的温度范围 2.环境温度的范围 3.目标物的尺寸（需测量范围） 4.目标物的距离 5.滤光片的选择 6.目标物体的材质
红外温度传感器
热电堆式-Thermopile
1
热电堆式-Thermopile红外温度传感器原理
任何物体的表面都会辐射出红外线，TS系列传感器能够吸收红外线能量并输出一 个与温度成比例关系的电压信号。TS系列红外温度传感器由热吸收区(热端)、硅基片 (冷端)和Sinx薄膜及外封装组成。其工作原理类似于普通的热电偶原理，是基于塞贝 克效应(温差电势效应)。先在硅基片上沉淀出多个热偶接点(thermojunction)。这些热 偶接点串联在一起形成一个热感应通道(thermopile)。一端(热端)与另一端(冷端)之间 通过腐蚀方法形成的非常薄的薄膜进行热隔离。红外吸收区域与热端合并在一起以使 热端能升温，这样，与红外线能量成正比的热电势便可产生(见下图)。TS系列可提供 TO-5和TO-18两种封装，也有各种不同型式的滤波器供选择。同时，对于某些OEM用 户，也可提供无封装的芯片。
滤光片中心波长：5um 内置环境温度传感器：NI
滤光片中心波长：8-14um 内置环境温度传感器：NI
滤光片中心波长：5um 内置环境温度传感器： 0.5%NTC
滤光片中心波长：8-14um 内置环境温度传感器： 0.3%NTC
9
传感器的正确使用
MCU
给出控制信号
可实现温度 的循环控制
6
应用原理框图二 MCU内部处理原理
MCU
NTC线性处理
温度补偿处理 线性化处理
接口电路
数字输入
推荐芯片
OUTPUT
FORTUNE FS511系列
7
温度补偿的计算方法
输出电压
常数
目标物辐射率
•Utp为采集的传感器电压输出数据值，依 据目标物体的辐射率以及环境的温度采集 值可以算出目标物体的温度。
正确
错误
由于该传感器是接收由透镜入射的红外光，所以范围非常重要，如果被 测物体以外的红外光也被采集，就意味着非被测物体的信息也被采集，从而 影响到测量的准确性。所以镜头的选择，目标物距离的计算尤为重要。
10
可以直接使用的模块
11
模块的选择
1.目标物的温度范围 2.环境温度的范围 3.目标物的尺寸（需测量范围） 4.目标物的距离 5.滤光片的选择 6.目标物体的材质
红外温度传感器
热电堆式-Thermopile
1
热电堆式-Thermopile红外温度传感器原理
任何物体的表面都会辐射出红外线，TS系列传感器能够吸收红外线能量并输出一 个与温度成比例关系的电压信号。TS系列红外温度传感器由热吸收区(热端)、硅基片 (冷端)和Sinx薄膜及外封装组成。其工作原理类似于普通的热电偶原理，是基于塞贝 克效应(温差电势效应)。先在硅基片上沉淀出多个热偶接点(thermojunction)。这些热 偶接点串联在一起形成一个热感应通道(thermopile)。一端(热端)与另一端(冷端)之间 通过腐蚀方法形成的非常薄的薄膜进行热隔离。红外吸收区域与热端合并在一起以使 热端能升温，这样，与红外线能量成正比的热电势便可产生(见下图)。TS系列可提供 TO-5和TO-18两种封装，也有各种不同型式的滤波器供选择。同时，对于某些OEM用 户，也可提供无封装的芯片。
红外温度传感器
02
与传统的接触式温度测量方法相 比，红外温度传感器具有快速、 准确、非接触等优点，广泛应用 于工业、医疗、科研等领域。
红外温度传感器的工作原理
红外温度传感器的工作原理基于热辐射定律，即一切温度高 于绝对零度的物体都会发出热辐射，且其发出的热辐射强度 与温度呈一定比例。
红外温度传感器通过接收物体发射的红外辐射，经过光学系 统聚焦到探测器上，探测器将红外辐射转换为电信号，经过 信号处理后得到物体的表面温度。
智能化
多光谱化
未来红外温度传感器将更加 智能化，具备自校准、自诊 断等功能，能够实现更高效、 便捷的使用和维护。
为了满足更多应用场景的需 求，红外温度传感器有望实 现多光谱测量，同时获取温 度和其他相关信息。
谢谢
THANKS
虽然红外温度传感器的性能优良，但它们的成本通常较高，这可能会 限制它们在一些应用中的使用。
对电源和热源的敏感性
红外温度传感器对电源和热源的变化较为敏感，需要稳定的电源和适 宜的工作环境才能保证测量的准确性。
04 红外温度传感器的技术发展与未来展望
CHAPTER
பைடு நூலகம் 技术发展现状
红外温度传感器技术已经取得了显著的进步，其测量精度和可靠性得到了显著提高。
02 红外温度传感器的应用
CHAPTER
工业领域
工业生产过程中，红外温度传感器常 被用于检测各种设备的温度，如熔炼 炉、热力管道、热工仪表等，以确保 设备正常运行和生产安全。
在汽车工业中，红外温度传感器用于 检测发动机、刹车盘、三元催化器等 关键部件的温度，以提高车辆性能和 安全性。
在电力系统中，红外温度传感器用于 检测变压器、断路器、电缆等设备的 温度，预防因过热而引发的故障。
与传统的接触式温度测量方法相 比，红外温度传感器具有快速、 准确、非接触等优点，广泛应用 于工业、医疗、科研等领域。
红外温度传感器的工作原理
红外温度传感器的工作原理基于热辐射定律，即一切温度高 于绝对零度的物体都会发出热辐射，且其发出的热辐射强度 与温度呈一定比例。
红外温度传感器通过接收物体发射的红外辐射，经过光学系 统聚焦到探测器上，探测器将红外辐射转换为电信号，经过 信号处理后得到物体的表面温度。
智能化
多光谱化
未来红外温度传感器将更加 智能化，具备自校准、自诊 断等功能，能够实现更高效、 便捷的使用和维护。
为了满足更多应用场景的需 求，红外温度传感器有望实 现多光谱测量，同时获取温 度和其他相关信息。
谢谢
THANKS
虽然红外温度传感器的性能优良，但它们的成本通常较高，这可能会 限制它们在一些应用中的使用。
对电源和热源的敏感性
红外温度传感器对电源和热源的变化较为敏感，需要稳定的电源和适 宜的工作环境才能保证测量的准确性。
04 红外温度传感器的技术发展与未来展望
CHAPTER
பைடு நூலகம் 技术发展现状
红外温度传感器技术已经取得了显著的进步，其测量精度和可靠性得到了显著提高。
02 红外温度传感器的应用
CHAPTER
工业领域
工业生产过程中，红外温度传感器常 被用于检测各种设备的温度，如熔炼 炉、热力管道、热工仪表等，以确保 设备正常运行和生产安全。
在汽车工业中，红外温度传感器用于 检测发动机、刹车盘、三元催化器等 关键部件的温度，以提高车辆性能和 安全性。
在电力系统中，红外温度传感器用于 检测变压器、断路器、电缆等设备的 温度，预防因过热而引发的故障。
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1PPT课件
消除连接导线电阻引起的测量误差。这是因为测量热电阻的电路一般是不平
衡电桥。热电阻作为电桥的一个桥臂电阻，其连接导线（从热电阻到中控室
）也成为桥臂电阻的一部分，这一部分电阻是未知的且随环境温度变化，造
成测量误差。采用三线制，将导线一根接到电桥的电源端，其余两根分别接
3、中间温度定律 热电偶回路两接点（温度为T、T0）间的热电势，等于
热电偶在温度为T、Tn时的热电势与在温度为Tn、T0时的热电势的代数和。Tn称中 间温度。 应用:由于热电偶E-T之间通常呈非线性关系,当冷端温度不为0℃时， 不能利用已知回路实际热电势E（t,t0)直接查表求取热端温度值；也不能利用已知回 路实际热电势E（t,t0)直接查表求取的温度值，再加上冷端温度确定热端被测温度值 ，需按中间温度定律进行修正。初学者经常不按中间温度定律 来修正!
的方式称为三线制，这种方式通常与电桥配套使用，可以较好的消除引线电
阻的影响，是工业过程控制中的最常用的。
○3四线制：在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制，其
中两根引线为热电阻提供恒定电流I，把R转换成电压信号U，再通过另两根 引线把U引至二次仪表。可见这种引线方式可完全消除引线的电阻影响，主 要用于高精度的温度检测。 热电阻采用三线制接法。采用三线制是为了
2、中间导体定律 在热电偶回路中接入中间导体（第三导体），只要中间
导体两端温度相同，中间导体的引入对热电偶回路总电势没有影响，这就是中间导 体定律。 应用:依据中间导体定律，在热电偶实际测温应用中，常采用热端焊接 、冷端开路的形式，冷端经连接导线与显示仪表连接构成测温系统。 有人担心 用铜导线连接热电偶冷端到仪表读取mV值，在导线与热电偶连接处产生的接触电势 会使测量产生附加误差。根据这个定律，是没有这个误差的！
《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
Template for Microsoft PowerPoint
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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V
温度变化的感应。如生
物的出现的检测等等。
吸收体
红外温度传感器的内部构造
黑体
硅介质滤光片（对红 外光完全无干扰）
DIE
环境温度传感器
TS118-3详细规格
应用原理框图一运算放大器AFra bibliotekPA/D
LCD显示 LCD
目标物
镜头
滤光片
红外温度传 感器
环境温度传感 器（NI-NTC 可选）
模数转换
作为补偿 信号输入 MCU
视角由2 和3决定
滤光片的选择
A. 5um以上-常见规格
B. 8-14um～应用于高湿度环 境
C. 4.26um～应用于二氧化碳 气体的检测
我们将提供8种标准的模组供选择， 并且模组的镜头角度可以满足大部分的 应用环境。
另依据角度的参数，然后依据目标 物的尺寸可以算出需要安装的最佳距离； 也可以依据需要安装的距离来计算可测 量的最佳目标物大小。
•在这里环境温度传感器Ni型就有优势，因 为其输出是线性，故计算方式也较简单。
选型手册
后缀 -1 -3 -5 -6
-10
TS105 直径9mm
TS118 直径5.3mm
滤光片中心波长：5um 内置环境温度传感器：NI 滤光片中心波长：8-14um 内置环境温度传感器：NI 滤光片中心波长：5um 内置环境温度传感器：0.5%NTC
红外温度传感器
红外温度传感器
热电堆式-Thermopile
热电堆式-Thermopile红外温度传感器原理
任何物体的表面都会辐射出红外线，TS系列传感器能够吸收红外线能量并输出一 个与温度成比例关系的电压信号。TS系列红外温度传感器由热吸收区(热端)、硅基片 (冷端)和Sinx薄膜及外封装组成。其工作原理类似于普通的热电偶原理，是基于塞贝 克效应(温差电势效应)。先在硅基片上沉淀出多个热偶接点(thermojunction)。这些热 偶接点串联在一起形成一个热感应通道(thermopile)。一端(热端)与另一端(冷端)之间 通过腐蚀方法形成的非常薄的薄膜进行热隔离。红外吸收区域与热端合并在一起以使 热端能升温，这样，与红外线能量成正比的热电势便可产生(见下图)。TS系列可提供 TO-5和TO-18两种封装，也有各种不同型式的滤波器供选择。同时，对于某些OEM用 户，也可提供无封装的芯片。
正确
错误
由于该传感器是接收由透镜入射的红外光，所以范围非常重要，如果被
测物体以外的红外光也被采集，就意味着非被测物体的信息也被采集，从而 影响到测量的准确性。所以镜头的选择，目标物距离的计算尤为重要。
可以直接使用的模块
模块的选择
1.目标物的温度范围 2.环境温度的范围 3.目标物的尺寸（需测量范围） 4.目标物的距离 5.滤光片的选择 6.目标物体的材质
应用
• 手持红外测温仪器 • 耳温仪 • 新型微波炉的研究 • 节能空调 • 工业大型复印机 • 工业烘干器（滚筒式） • 新功能手机 • 生物接近检测产品 • 非接触表面温度测量 • 运动物体的温度测量
滤光片中心波长：8-14um 内置环境温度传感器：0.3%NTC
滤光片中心波长：5um 内置环境温度传感器：NI
滤光片中心波长：8-14um 内置环境温度传感器：NI
滤光片中心波长：5um 内置环境温度传感器： 0.5%NTC
滤光片中心波长：8-14um 内置环境温度传感器： 0.3%NTC
传感器的正确使用
MCU
给出控制信号
可实现温度 的循环控制
应用原理框图二 MCU内部处理原理
MCU
NTC线性处理
温度补偿处理 线性化处理
接口电路
数字输入
推荐芯片
OUTPUT
FORTUNE FS511系列
温度补偿的计算方法
输出电压
常数
目标物辐射率
•Utp为采集的传感器电压输出数据值，依 据目标物体的辐射率以及环境的温度采集 值可以算出目标物体的温度。
红外热电堆式温度传感器—类似热电偶
与热电偶的比较
热电偶堆
与pyroelectric（焦电 体的共同点和区别
直接热 环境
热电堆式红外 温度传感器
V
1.都是红外探测原理
2.热电堆式是电动势发生 变化，而（pyroelectric） 焦变体式是电荷发生变 化
红外辐射
3.前者热电堆式用于具体
温度的检测，后者用于