微传感器技术-2014温度传感器.ppt

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)。
2．国际实用温标
为解决国际上温度标准的同意及实用问题，国际上协商 决定，建立一种既能体现热力学温度（即能保证一定的 准确度），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。
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
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
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。
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
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。水的三相点温度比冰点高出0.01 K。
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； 无危险性，无公害等。
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) ℃
第一节 概 论
温度是反映物体冷热状态的物理参数。
温度是与人类生活息息相关的物理量。
在2000多年前，就开始为检测温度进行了各种努力， 并开始使用温度传感器检测温度。
人类社会中，工业、农业、商业、科研、国防、医学 及环保等部门都与温度有着密切的关系。
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。
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
度
T68/℃ -259.31 -256.108 -252.87 -246.048
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。
二、温度传感器的特点与分类
1 温度传感器的物理原理(11)
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。
2.温度传感器应满足的条件
第八章 温度传感器
通过本章的学习了解温度传感器的作用、地位、 分类和发展趋势；掌握热电偶三定律及相关计算； 掌握热敏电阻不同类型的特点及应用场合；掌握 集成温度传感器使用方法；了解其他温度传感器 工作原理。
第一节 概 论 第二节 热电偶温度传感器 第三节 热敏电阻温度传感器 第四节 IC温度传感器 第五节 其他温度传感器
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）。
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10132Biblioteka BaiduPa)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。与热力学温标单位开尔文并用。
-218.798 -182.962
0.01 100.0
凝固点
692.73
419.58
凝固点 凝固点
1235.08 1337.58
961.93 1064.43
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光学温度计（1337.58K以上）。
立温度仅与热量有关，而与物质无关的热力学温标。因
是开尔文总结出来的，故又称开尔文温标，用符号K表
示。它是国际基本单位制之一 。
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的冷源之间实现了卡诺循环，则存在下列关系式
T1 Q 1
T2
Q2
Q1——热源给予热机的传热量 Q2——热机传给冷源的传热量
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。
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