第7章,建筑电气控制技术,何波

2．霍尔压力传感器
概括来讲，霍尔压力传感器利用弹簧管作 为压力敏感元件，将压力变化转换成弹簧 管自由端的位移变化，带动霍尔片在磁场 中移动，利用霍尔效应将位移信号转换成 电动势，从而实现压力测量。
3、应变片压力传感器
应变片压力传感器是通过应变片将被测压 力转换成电阻值的变化并传至桥式电路获 得相应的电势输出信号，从而实现压力的 测量。
7.1.2 温度传感器 温度传感器是把温度转换成标准电压或电 流信号的传感器，传感器中的敏感元件利 用物体随着温度变化而发生的体积变化、 电阻变化以及温差电现象等，将测点的温 度变化转换成电信号
1．热电偶温度传感器 热电偶温度传感器是以热电效应为基础的 测温仪表，它将热电偶作为传感器的，把 被测的温度信号转换成电势信号。热电偶 的原理在于两种不同金属组成闭合回路时 ，若两不同金属材料接点处温度不同，回 路就会出现直流热电动势，并产生电流。
1-塑料骨架；2-铜电阻丝；3-铜引出线
φ7.5
（2）半导体热敏电阻。
金属热电阻阻值随温度的升高而增大，但半导体热敏电阻 却相反，它的电阻值随温度的升高而减小，并呈现非线性
，我们称为负温度系数热敏电阻。
R Rt
R Rt
R
Rt // R
0
t1
t
图7-4 热敏电阻线性化特性曲线
（3）热电阻的测温电路
3．传感器的性能指标 （1）量程
（2）精度
（3）重复性
（4）线性 （5）回差 （6）灵敏度 （7）时间常数
4．传感器的选用原则 （1）容量足够大。
（2）灵敏度高，精度适当。 （3）响应速度快，工作稳定、可靠性好。 （4）实用性和适应性强。 （5）使用经济。
5．传感器与控制系统的连接 （1）模拟量输入通道 （2）数字量输入通道
7.1.4 湿度传感器 1．干湿球湿度传感器 干湿球湿度传感器通过干湿球温度计计算
相对湿度，从而实现湿度的测量，是最常 见的湿度传感器，结构如图
1
2 5
4
3
图7-11 干湿球湿度传感器原理示意图
1-轴流风机；2-热电阻吸风口；3-水杯；4-外壳；5-引线
2．氯化锂湿度传感器
氯化锂是一种吸湿物质，吸收水分，电阻 变小；释放水分，阻值变大。利用这一特 性，可以通过检测电极间的电阻变化来检 测环境的相对湿度
r0
0.58r0
εt
εt
R1
R4
R2
R3
p
p
(a)
(b)
6．压电式压力传感器
压电晶体是压电式压力传感器的核心部件。压电晶体具有 压电效应，即在一定的温度范围之内，压电晶体受压产生 电动势。当超过某一个温度值（居里点）时，其压电晶体 的压电效应完全消失
7．压差开关
压差开关是一种用气膜作为弹性元件的空气微压差仪表， 是利用在两个传感孔检测到的压差，当两侧压差大于设定 值时，弹簧承托的薄膜移动并驱动触点通断动作，可用于 检定通风管道内的空气流量、变风量系统最大空气流量控 制等
热电偶通常由热电极、绝缘材料、保护管 和接线盒等主要部分组成，常用的热电偶 结构形式有普通型热电偶、铠装热电偶和 薄膜热电偶等，普通型热电偶的基本结构 如图
5
32
4
1
图7-1 普通型热电偶的基本结构示意图
1-热电偶测量端；2-热电极；3-绝缘管；4-保护套管；5-接线盒
2．热电阻温度传感器 分为金属热电阻、半导体热敏电阻两类
4．电容差压传感器
电容差压传感器通过将弹性测量膜片的位 移变化改变电容值的大小，从而获得反映 被测压力的标准电信号输出。
5．压阻式压力传感器
将半导体压敏电阻扩散或印刷到平面膜片上，R1～R4形成 惠斯通电桥，当平面膜片受到压力而变形的时候，R1～R4 也随之变形，由于压敏电阻的压阻效应，使电桥产生一个 与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信 号，具体如图
要实现建筑电气系统的自动控制与监测， 必须对一些直接反映系统性能的物理量， 如温度、湿度、压力、流量、电流、有功 电能等进行检测，其结果或者用于系统的 自动控制，达到使这些性能参数处于最佳 的工作状态的目的；或者用于显示、报警 、记录，供工作人员监测系统的运行状况 。
7.1.1 传感器概述 1．传感器基本概念
C型指针
温度指针
电输出端子
下限位指针
刻度盘
感温包 毛细管
连接管
7.1.3 压力、压差传感器
在建筑电气控制系统中，水系统和风系统 经常需要测量、控制压力和压差
1．电接点压力表
弹性元件的弹性变形所产生的弹性力与被 测压力会产生力相平衡，电接点压力表就 是通过测量各种弹性元件的弹性变形量实 现压力测量，目前常用的弹性测压元件主 要包括弹簧管、膜片与膜盒、波纹管等。
U
B
R3
R4
I
C
P
D
R2 A
Rt θ
(a)
U
B
R3
R4
I
C
P
D
R2 A
Rt θ
(b)
U
B
R3
R4
I
C
P
D
R2
RL RL RL
Rt θ
A
(c)
图7-5 桥式热电阻测温电路
(a)平衡电桥 (b)不平衡电桥 (c)三线制接法
3．电触点压力温度计
电触点压力温度计是根据密封在感温包内 的感温介质的压力与温度之间的变化关系 制成的，其结构图如图7-6所示
（1）金属热电阻。
目前应用最广泛的金属热电阻材料是铂、铜 ，二者已做成标准化的热电阻。
金属铂和金属铜电阻体的基本结构分别如图 7-2和7-3所示
2
1
I-1剖面
3
4
5 6
图7-2 金属铂电阻体基本结构
1-铂丝；2-铆钉；3-银导线；4-绝缘件；5-夹持件；6-骨架
1
2
3
65 L
图7-3 金属铜电阻体基本结构
传感器是一种能把特定的被测量信息（包 括物理量、化学量、生物量等）按一定规 律转换成某种可用信号输出的器件或装置 ，通常由敏感元件和转换元件组成
2．传感器的分类
（1）按传感器的输入量分类。
压力传感器,位移传感器,温度传感器,速度传感器
（2）按传感器输出信号的性质分类。
模拟传感器和数字传感器。
（3）按传感器的工作原理分类 结构型与物性型 （4）按构成传感器敏感元件的功能材料分类。半导体传 感器、陶瓷传感器、光纤传感器、高分子薄膜传感器等 （5）按传感器的能量转换情况分类 能量控制型传感器和能量转换型传感器
接电源 1
接温度计
3
2
4 5
图7-13 氯化锂露点式湿度传感器结构示意图