传感器原理练习题第九章

9-1、什么叫热电效应？热电偶的基本工作原理是什么

答：热电效应即将两种不同成分的导体组成一个闭合问路，当闭合回路的两个接点分别置于不同温度场个时，回路中将产生一个电动势。该电动势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关，这种现象被称为热电效应。

热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体（称为热电偶丝材或热电极）组成闭合

回路，当接合点两端的温度不同，存在温度梯度时，回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电动势——热电动势，这就是所谓的塞贝克效应。

9-2、什么叫热电阻效应？试述金属热电阻效应的特点和形成原因？

答：大多数的金属导体的电阻都随温度变化（电阻-温度效应）.热电阻是利用物质的电阻率随温度的变化的特性制成的电阻式测温系统,即将温度变化转换为电阻值的变化.

9-4、为什么在实际应用中要对热电阻进行温度补偿？主要有那些补偿方法？答：理论上测量是以冷端在零度为标准测量的,然而，通常测量时仪表是处于室温之下的，由于冷端不为零度，造成热电势差减小，使测量不准，出现错误。所做的补偿措施就是冷端温度补偿. 热电偶测量温度时要求其冷端（测量端为热端，通过引线与测量电路连接的端称为冷端）的温度保持不变，其热电势大小才与测量温度呈一定的比例关系。若测量时，冷端的（环境）温度变化，将影响严重测量的准确性。在冷端采取一定措施补偿由于冷端温度变化造成的影响称为热电偶的冷端补偿。热电偶的冷端补偿通常采用在冷端串联一个由热电阻构成的电桥。电桥的三个桥臂为标准电阻，另外有一个桥臂由（铜）热电阻构成。当冷端温度变化（比如升高），热电偶产生的热电势也将变化（减小），而此时串联电桥中的热电阻阻值也将变化并使电桥两端的电压也发生变化（升高）。如果参数选择得好且接线正确，电桥产生的电压正好与热电势随温度变化而变化的量相等，整个热电偶测量回路的总输出电压（电势）正好真实反映了所测量的温度值。

9-7已知铜热电阻Cu

100

的百度电阻比W(100)=1.42，当用此电阻测量50℃温度时，其电阻值是多少？若测量时电阻值为92Ω，则被测温度为多少？

解：由W(100)=1.42可得：R

100/R

O

=1.42

100=W（100）R

=1.42×100=142

t0（1+at）将R

=100和R

100

=142代入得到电阻温度系数a=0.0042Ω/℃

当测量测量温度为50℃时，则R

t =R

(1+at)=100×(1+0.0042)=121Ω

当电阻为92Ω时，有R

℃

9-12、利用所学热电器原理，设计完成一蔬菜大棚室温报警电路原理图。

解：其设计电路如下所示：利用运放LM358构成电压跟随器，形成稳定的电压源供测量电路使用。其中D1采用4.7V左右的稳压管，调节R8使电压跟随器U1a的输出Uo1稳定在2.5V，为后面的测量电路提供可靠地电源供应，以热敏电阻作为温度传感器进行温度的测量，采用的热敏电阻为正温度系数，即随着温度

的升高，阻值增大。该热敏电阻在常温时阻值约为680欧（在电路图中以可变电阻R10代替），利用运放LM358构成差动放大电路，运放LM358对从5脚和6脚过来的电压进行相减放大。报警电路相对简单，5v的稳压二极管使蜂鸣器工作在正常状态，避免当温度过高时将蜂鸣器烧坏。