温度传感器 ppt课件

度
T68/℃ -259.31 -256.108 -252.87 -246.048 -218.798 -182.962
0.01 100.0
凝固点
692.73
419.58
凝固点
1235.08
961.93
凝固点
1337.58
1064.43
3.5.1 温度传感器概述
四个温度段：规定各温度段所使用的标准仪器 ①低温铂电阻温度计（13.81K—273.15K）； ②铂电阻温度计（273.15K—903.89K）； ③铂铑-铂热电偶温度计（903.89K—1337.58K）； ④光测温度计（1337.58K以上）。
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。
水的三相点温度比冰点高出0.01 K。
3.5.1 温度传感器概述
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物质
氢
氧 水 锌 银 金
国际实用温标（IPTS-68）的固定点
平衡状态
三相点 沸点25/76atm
沸点 沸点 三相点 沸点 三相点 沸点
温
T68/K 13.81 7.042 20.8 27.102 54.361 90.188 273.16 373.15
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3.5.1 温度传感器概述
温度标志着物 质内部大量分子无 规则运动的剧烈程 度。温度越高，表 示物体内部分子热 运动越剧烈。
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模拟图：在一个密闭的空间里，气体分 子在高温时的运动速度比低温时快！
3.5.1 温度传感器概述
一、温度的基本概念
热平衡：温度是描述热平衡系统冷热程度的物理量。
分子物理学：温度反映了物体内部分子无规则运动的剧 烈程度。
能量：温度是描述系统不同自由度间能量分配状况的物 理量。
表示温度大小的尺度是温度的标尺，简称温标。
热力学温标 国际实用温标 摄氏温标 华氏温标
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3.5.1 温度传感器概述
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1．热力学温标
1848年威廉·汤姆首先提出以热力学第二定律为基础，建立温度
温度传感器
模块三 传感器原理及检测实训
温度传感器
3.5 温度传感器
3.5.1 温度传感器概述 3.5.2 热敏电阻 3.5.3 热电阻 3.5.4 集成温度传感器 3.5.5 温度传感器特性实验
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3.5.1 温度传感器概述
温度是反映物体冷热状态的物理参数。
温度传感器是实现温度检测和控制的重 要器件。在种类繁多的传感器中，温度传感 器是应用最广泛、发展最快的传感器之一。 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。
学温标单位开尔文并用。 摄氏温标与国际实用温标温度之间的关系如下：
t=T-273.15 ℃
T=t+273.15 K
4．华氏温标
目前已用得较少，它规定在标准大气压下冰的融点为32华氏度， 水的沸点为212华氏度，中间等分为180份，每一等份称为华 氏一度，符号用℉，它和摄氏温度的关系如下：
m=1.8n+32 ℉
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。
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。
1968年国际实用温标规定热力学温度是基本温度，用t表示，其
单位是开尔文，符号为K。1K定义为水三相点热力学温度的 1/273.16，水的三相点是指纯水在固态、液态及气态三项平衡时 的温度，热力学温标规定三相点温度为273.16 K，这是建立温标 的惟一基准点。
注意：摄氏温度的分度值与开氏温度分度值相同，即温度间隔 1K=1℃。T0是在标准大气压下冰的融化温度， T0 = 273.15 K。
仅与热量有关而与物质无关的热力学温标。因是开尔文总结出来
的，故称开尔文温标，用符号K表示。它是国际基本单位制之一
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。
根据热力学中的卡诺定理，如果在温度T1的热源与温度为T2的冷
源之间实现T了1卡诺 循Q环1，则存在Q下1—列—关热系源式给予热机的传热量
T2
Q2
Q2——热机传给冷源的传热量
如果在式中再规定一个条件,就可以通过卡诺循环中的传热量来
国际实用开尔文温度与国际实用摄氏温度分别用符 号T68和t68来区别（一般简写为T与t）。
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3.5.1 温度传感器概述
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3．摄氏温标
是工程上最通用的温度标尺。摄氏温标是在标准大气压(即 101325Pa)下将水的冰点与沸点中间划分一百个等份，每一等
份称为摄氏一度(摄氏度，℃)，一般用小写字母t表示。与热力
3.5.1 温度传感器概述
2.温度传感器应满足的条件
特性与温度之间的关系要适中，并容易检 测和处理，
且随温度呈线性变化；
除温度以外，特性对其它物理量的灵敏度要低；
特性随时间变化要小；
重复性好，没有滞后和老化；
灵敏度高，坚固耐用，体积小，对检测对象的影响
要小；
机械性能好，耐化学腐蚀，耐热性能好；
能大批量生产，价格便宜；
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。