热电式传感器
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体温与局部发炎程度密切相关，由关节炎和慢性 炎症所引起的血流量增加，能够通过对体温的测 量反映出来。
第8章 热电式传感器
• Human life is only compatible with a narrow range of temperatures:
• Temperature (0C)
Symptoms
由于温度测量与控制应用范围十分广泛，热 电式传感器的数量在各种传感器中占据首位，根 据统计，热电式传感器数量约占各种传感器使用 数量的一半左右。
第8章 热电式传感器
在生物医学领域里，温度是一个非常重要的 生理参数。例如：
病人的体温为医生提供了生理状态的重要信息。 当高烧破坏了对温度敏感的酶和蛋白质时，就 会对机体造成较大损害。
第8章 热电式传感器
第八章 热电式传感器
第一节 热敏电阻传感器 第二节 热电偶传感器 第三节 其他类型温度传感器 第四节 温度传感器的发展趋势
第8章 热电式传感器
热电式传感器是利用某些材料或元件的物理 特性与温度有关这一性质，将温度的变化转化为 电量的变化。因此，也称为温度传感器 （temperature sensor)。
装满热水后图案变得清晰可辨
第8章 热电式传感器
变色涂料在计算机内部温度中的示温作用 CPU散 热风扇
低温时 显示蓝色
温度升高后变为红色
第8章 热电式传感器
体积热膨胀式
不需要电源，耐用；但感 温部件体积较大。
气体的体积与 热力学温度成正比
第8章 热电式传感器
红外温度计
便携式红外温度计具有携带方便、非接触、测温快等特点 。
2. 玻璃制水银温度计
3.玻璃制有机液体温度计 4.双金属温度计
5.液体压力温度计 6. 气体压力温度计
铂测温电阻、热敏电阻
热电偶
1． 热铁氧体 2． Fe-Ni-Cu合金
BaSrTiO3陶瓷
传
石英晶体振动器
感
器
超声波温度计
种
示温涂料 液晶
类
半导体二极管
晶体管半导体集成电路温度传感器
可控硅
辐射温度传感器 光学高温计
口舌下测温也是较常见的一种，所测温度一般比核心 温度低0.4℃。国外曾有研究显示：测温前15分钟内， 病人吃饭、喝水及抽烟等均会对测量结果产生影响。
目前，人体核心温度一般从在食管的下三分之一段测 得，主要用于麻醉状态下的体温监护。
第8章 热电式传感器
介绍几种温度测量方法
示 温 涂 料
变 色 涂 料
腋窝是最常用的测温部位，具有非侵入性、操作简单 的特点，但其测量准确性差，所测值一般比人体核心 温度低1.2℃，无法反映核心体温的波动。
直肠也是较常用的测温部位之一，该处所测温度曾一 度被认为是“标准”体温，目前一般认为在相对稳定状 态下，该处温度与核心温度之差不足0.3℃，但当病人 体温快速变化时，无法准确反映体温的变化。
工作原理：温度升高，金属内部原子晶格的振动加剧，从而 使金属内部的自由电子通过金属导体时的阻碍增大，宏观上 表现出电阻率变大，电阻值增加，我们称其为正温度系数， 即电阻值与温度的变化趋势相同。
体表体温是诊断休克病人的重要参数，因为休克 病人的低血压引起末梢的低血流量，导致体表 体温降低。
第8章 热电式传感器
麻醉抑制了体温调节中枢，因而使体温下降。在 外科手术时，医生常使用低温麻醉技术，以期降 低病人的新陈代谢作用和血液循环量。
在儿科学方面，精确控制调节温度的保温箱为新 生儿提供所需要的温度环境，稳定新生儿的体温。
•
28
•
30
•
33
•源自文库
37
•
42
•
44
muscle failure 肌肉衰竭 loss of body temp. control
loss of consciousness 意识丧失 normal
central nervous system breakdown
中枢神经系统崩溃
death*
第8章 热电式传感器
第8章 热电式传感器
温度传感器的分类
按工作原理又可分为：膨胀式、电阻式、 热电偶式、辐射式等；
按测量方法又可分为：接触式和非接触式； 按输出方式可分为：自发电型、非电测型等。
第8章 热电式传感器
接触式测温
温度敏感元件与被测对象接触，经过换热后两者温度相等。 ✓常用的接触式测温仪表： 膨胀式温度计、 热电阻温度计、 热电偶温度计等。 ✓优点：直观、可靠，测量仪表也比较简单。 ✓缺点：由于敏感元件必须与被测对象接触，在接触过程中就 可能破坏被测对象的温度场分布，从而造成测量误差。有的 测温元件不能和被测对象充分接触，不能达到充分的热平衡， 使测温元件和被测对象温度不一致，也会带来误差。在接触 过程中，有的介质有强烈的腐蚀性，特别是在高温时对测温 元件的影响更大，不能保证测温元件的可靠性和工作寿命。
广泛用于在大流量人群中快速鉴别可能存在的疑似高温病人。 便携式红外温度计可测量人的额头表面温度，可以测得非常准确。
第8章 热电式传感器
体积热膨胀
物
理
电阻变化
现 温差电现象 象 导磁率变化
电容变化
压电效应
超声波传播速度变化 物质 颜色
P–N结电动势 晶体管特性变化
可控硅动作特性变化
热、光辐射
1.气体温度计
第8章 热电式传感器
非接触测温
温度敏感元件不与被测对象接触，而是通过辐射能量进行热交换， 由辐射能的大小来推算被测物体的温度。 ✓常用的非接触式测温仪表： 辐射式温度计、光纤式温度计等。 ✓优点：不与被测物体接触，不破坏原有的温度场，在被测物 体为运动物体时尤为适用。 ✓缺点：精度一般不高。
第8章 热电式传感器
大多数金属电阻与温度的关系为：
RT R01 (T T0 )
（8-1）
式中， RT —— 元件在温度为T 时的电阻; R0 —— 元件在温度为T0 时的电阻； α —— T0 时电阻温度系数。
第8章 热电式传感器
一、金属热电阻
利用金属材料电阻率随温度变化的特性制成的传 感器，在工业上广泛应用于-200℃~ +500℃范围的 温度检测。
本章重点介绍热敏电阻式传感器、热电偶式传感 器。简单概述集成温度传感器、热辐射式传感器和石 英晶体传感器。
第8章 热电式传感器
第一节 热敏电阻式传感器
热敏电阻(thermistor) ：绝大多数物质的电阻率都随其本 身温度的变化而变化，这一物理现象称为热电阻效应。 利用这一原理制成的温度敏感元件称为热敏电阻。
第8章 热电式传感器
• Human life is only compatible with a narrow range of temperatures:
• Temperature (0C)
Symptoms
由于温度测量与控制应用范围十分广泛，热 电式传感器的数量在各种传感器中占据首位，根 据统计，热电式传感器数量约占各种传感器使用 数量的一半左右。
第8章 热电式传感器
在生物医学领域里，温度是一个非常重要的 生理参数。例如：
病人的体温为医生提供了生理状态的重要信息。 当高烧破坏了对温度敏感的酶和蛋白质时，就 会对机体造成较大损害。
第8章 热电式传感器
第八章 热电式传感器
第一节 热敏电阻传感器 第二节 热电偶传感器 第三节 其他类型温度传感器 第四节 温度传感器的发展趋势
第8章 热电式传感器
热电式传感器是利用某些材料或元件的物理 特性与温度有关这一性质，将温度的变化转化为 电量的变化。因此，也称为温度传感器 （temperature sensor)。
装满热水后图案变得清晰可辨
第8章 热电式传感器
变色涂料在计算机内部温度中的示温作用 CPU散 热风扇
低温时 显示蓝色
温度升高后变为红色
第8章 热电式传感器
体积热膨胀式
不需要电源，耐用；但感 温部件体积较大。
气体的体积与 热力学温度成正比
第8章 热电式传感器
红外温度计
便携式红外温度计具有携带方便、非接触、测温快等特点 。
2. 玻璃制水银温度计
3.玻璃制有机液体温度计 4.双金属温度计
5.液体压力温度计 6. 气体压力温度计
铂测温电阻、热敏电阻
热电偶
1． 热铁氧体 2． Fe-Ni-Cu合金
BaSrTiO3陶瓷
传
石英晶体振动器
感
器
超声波温度计
种
示温涂料 液晶
类
半导体二极管
晶体管半导体集成电路温度传感器
可控硅
辐射温度传感器 光学高温计
口舌下测温也是较常见的一种，所测温度一般比核心 温度低0.4℃。国外曾有研究显示：测温前15分钟内， 病人吃饭、喝水及抽烟等均会对测量结果产生影响。
目前，人体核心温度一般从在食管的下三分之一段测 得，主要用于麻醉状态下的体温监护。
第8章 热电式传感器
介绍几种温度测量方法
示 温 涂 料
变 色 涂 料
腋窝是最常用的测温部位，具有非侵入性、操作简单 的特点，但其测量准确性差，所测值一般比人体核心 温度低1.2℃，无法反映核心体温的波动。
直肠也是较常用的测温部位之一，该处所测温度曾一 度被认为是“标准”体温，目前一般认为在相对稳定状 态下，该处温度与核心温度之差不足0.3℃，但当病人 体温快速变化时，无法准确反映体温的变化。
工作原理：温度升高，金属内部原子晶格的振动加剧，从而 使金属内部的自由电子通过金属导体时的阻碍增大，宏观上 表现出电阻率变大，电阻值增加，我们称其为正温度系数， 即电阻值与温度的变化趋势相同。
体表体温是诊断休克病人的重要参数，因为休克 病人的低血压引起末梢的低血流量，导致体表 体温降低。
第8章 热电式传感器
麻醉抑制了体温调节中枢，因而使体温下降。在 外科手术时，医生常使用低温麻醉技术，以期降 低病人的新陈代谢作用和血液循环量。
在儿科学方面，精确控制调节温度的保温箱为新 生儿提供所需要的温度环境，稳定新生儿的体温。
•
28
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30
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33
•源自文库
37
•
42
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44
muscle failure 肌肉衰竭 loss of body temp. control
loss of consciousness 意识丧失 normal
central nervous system breakdown
中枢神经系统崩溃
death*
第8章 热电式传感器
第8章 热电式传感器
温度传感器的分类
按工作原理又可分为：膨胀式、电阻式、 热电偶式、辐射式等；
按测量方法又可分为：接触式和非接触式； 按输出方式可分为：自发电型、非电测型等。
第8章 热电式传感器
接触式测温
温度敏感元件与被测对象接触，经过换热后两者温度相等。 ✓常用的接触式测温仪表： 膨胀式温度计、 热电阻温度计、 热电偶温度计等。 ✓优点：直观、可靠，测量仪表也比较简单。 ✓缺点：由于敏感元件必须与被测对象接触，在接触过程中就 可能破坏被测对象的温度场分布，从而造成测量误差。有的 测温元件不能和被测对象充分接触，不能达到充分的热平衡， 使测温元件和被测对象温度不一致，也会带来误差。在接触 过程中，有的介质有强烈的腐蚀性，特别是在高温时对测温 元件的影响更大，不能保证测温元件的可靠性和工作寿命。
广泛用于在大流量人群中快速鉴别可能存在的疑似高温病人。 便携式红外温度计可测量人的额头表面温度，可以测得非常准确。
第8章 热电式传感器
体积热膨胀
物
理
电阻变化
现 温差电现象 象 导磁率变化
电容变化
压电效应
超声波传播速度变化 物质 颜色
P–N结电动势 晶体管特性变化
可控硅动作特性变化
热、光辐射
1.气体温度计
第8章 热电式传感器
非接触测温
温度敏感元件不与被测对象接触，而是通过辐射能量进行热交换， 由辐射能的大小来推算被测物体的温度。 ✓常用的非接触式测温仪表： 辐射式温度计、光纤式温度计等。 ✓优点：不与被测物体接触，不破坏原有的温度场，在被测物 体为运动物体时尤为适用。 ✓缺点：精度一般不高。
第8章 热电式传感器
大多数金属电阻与温度的关系为：
RT R01 (T T0 )
（8-1）
式中， RT —— 元件在温度为T 时的电阻; R0 —— 元件在温度为T0 时的电阻； α —— T0 时电阻温度系数。
第8章 热电式传感器
一、金属热电阻
利用金属材料电阻率随温度变化的特性制成的传 感器，在工业上广泛应用于-200℃~ +500℃范围的 温度检测。
本章重点介绍热敏电阻式传感器、热电偶式传感 器。简单概述集成温度传感器、热辐射式传感器和石 英晶体传感器。
第8章 热电式传感器
第一节 热敏电阻式传感器
热敏电阻(thermistor) ：绝大多数物质的电阻率都随其本 身温度的变化而变化，这一物理现象称为热电阻效应。 利用这一原理制成的温度敏感元件称为热敏电阻。