第二章附熱電阻式傳感器課件

1、l7.3.1 金屬熱電阻金屬熱電阻l7.3.2 半導(dǎo)體熱敏電阻半導(dǎo)體熱敏電阻l7.3.3 熱電阻式傳感器的應(yīng)用熱電阻式傳感器的應(yīng)用 基于導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度而變化的特性。基于導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度而變化的特性。優(yōu)點(diǎn)：信號(hào)可以遠(yuǎn)傳、靈敏度高、無參比溫度。優(yōu)點(diǎn)：信號(hào)可以遠(yuǎn)傳、靈敏度高、無參比溫度。金屬熱電阻穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確度高，可作為基準(zhǔn)儀表。金屬熱電阻穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確度高，可作為基準(zhǔn)儀表。缺點(diǎn)：電源激勵(lì)、自熱現(xiàn)象，影響精度。缺點(diǎn)：電源激勵(lì)、自熱現(xiàn)象，影響精度。作為熱電阻的材料要求：作為熱電阻的材料要求：電阻溫度系數(shù)要大，以提高熱電阻的靈敏度；電阻溫度系數(shù)要大，以提高熱電阻的靈敏度；電阻率盡

2、可能大，以便減小電阻體尺寸；電阻率盡可能大，以便減小電阻體尺寸；熱容量要小，以便提高熱電阻的響應(yīng)速度；熱容量要小，以便提高熱電阻的響應(yīng)速度；在測(cè)量范圍內(nèi)，應(yīng)具有穩(wěn)定的物理和化學(xué)性能；在測(cè)量范圍內(nèi)，應(yīng)具有穩(wěn)定的物理和化學(xué)性能；電阻與溫度的關(guān)系最好接近于線性；電阻與溫度的關(guān)系最好接近于線性；應(yīng)有良好的可加工性，且價(jià)格便宜。應(yīng)有良好的可加工性，且價(jià)格便宜。熱電阻電阻體（最主要部分）絕緣套管接線盒熱電阻電阻體（最主要部分）絕緣套管接線盒使用最廣泛的熱電阻材料是鉑和銅使用最廣泛的熱電阻材料是鉑和銅l鉑熱電阻鉑熱電阻主要作為標(biāo)準(zhǔn)電阻溫度計(jì)，廣泛應(yīng)用于溫度主要作為標(biāo)準(zhǔn)電阻溫度計(jì)，廣泛應(yīng)用于溫度基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)的傳

3、遞。基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)的傳遞。l銅熱電阻銅熱電阻測(cè)量精度要求不高且溫度較低的場(chǎng)合，測(cè)量測(cè)量精度要求不高且溫度較低的場(chǎng)合，測(cè)量范圍一般為范圍一般為50150。 l長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的復(fù)現(xiàn)性可達(dá)長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的復(fù)現(xiàn)性可達(dá)10-4 K ，是目前測(cè)溫，是目前測(cè)溫復(fù)現(xiàn)性最好的一種溫度計(jì)。復(fù)現(xiàn)性最好的一種溫度計(jì)。鉑電阻的精度與鉑的提純程度有關(guān)鉑電阻的精度與鉑的提純程度有關(guān) 1000(100)RWR l 百度電阻比百度電阻比 W（100）越高，表示鉑絲純度越高，）越高，表示鉑絲純度越高，l國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)規(guī)定，作為基準(zhǔn)器的鉑電阻，國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)規(guī)定，作為基準(zhǔn)器的鉑電阻，W（100）1.3925l目前技術(shù)水平已達(dá)到目前技術(shù)水平已達(dá)到W

4、（100）1.3930，相當(dāng)于，相當(dāng)于99.9995%l工業(yè)用鉑電阻的純度工業(yè)用鉑電阻的純度W（100）為）為1.3871.390。 o0o1000 C100 CRR： 電電阻阻阻阻值值: : 電電阻阻阻阻值值 鉑絲的電阻值與溫度之間的關(guān)系，即特性方程如下鉑絲的電阻值與溫度之間的關(guān)系，即特性方程如下:2301(100)tRRAtBtC tt 當(dāng)溫度當(dāng)溫度 t 在在0 t 650時(shí)：時(shí)： 201tRRAtBt 國(guó)內(nèi)統(tǒng)一設(shè)計(jì)的工業(yè)用標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻，國(guó)內(nèi)統(tǒng)一設(shè)計(jì)的工業(yè)用標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻，W（100）1.391，R0分為分為10和和100兩種，分度號(hào)分別為兩種，分度號(hào)分別為Pt10和和Pt100，并給出其分度表

5、（給出阻值和溫度的關(guān)系）并給出其分度表（給出阻值和溫度的關(guān)系） 當(dāng)溫度當(dāng)溫度t 在在200 t 0時(shí)：時(shí)：l應(yīng)用：測(cè)量精度要求不高且溫度較低的場(chǎng)合應(yīng)用：測(cè)量精度要求不高且溫度較低的場(chǎng)合測(cè)量范圍：測(cè)量范圍：50150l優(yōu)點(diǎn)：溫度范圍內(nèi)線性關(guān)系好，靈敏度比鉑電阻優(yōu)點(diǎn)：溫度范圍內(nèi)線性關(guān)系好，靈敏度比鉑電阻高，容易提純、加工，價(jià)格便宜，復(fù)制性能好。高，容易提純、加工，價(jià)格便宜，復(fù)制性能好。l缺點(diǎn)：易于氧化，一般只用于缺點(diǎn)：易于氧化，一般只用于150以下的低溫以下的低溫測(cè)量和沒有水分及無侵蝕性介質(zhì)的溫度測(cè)量。與測(cè)量和沒有水分及無侵蝕性介質(zhì)的溫度測(cè)量。與鉑相比，銅的電阻率低，所以銅電阻的體積較大。鉑相比，

6、銅的電阻率低，所以銅電阻的體積較大。銅電阻的阻值與溫度之間的關(guān)系銅電阻的阻值與溫度之間的關(guān)系為為工業(yè)上使用的標(biāo)準(zhǔn)化銅熱電阻的工業(yè)上使用的標(biāo)準(zhǔn)化銅熱電阻的R0按國(guó)內(nèi)統(tǒng)一設(shè)按國(guó)內(nèi)統(tǒng)一設(shè)計(jì)取計(jì)取50和和100兩種，分度號(hào)分別為兩種，分度號(hào)分別為Cu50和和Cu100，相應(yīng)的分度表可查閱相關(guān)資料。，相應(yīng)的分度表可查閱相關(guān)資料。 A、B、C為常數(shù)，常取為常數(shù)，常取A(4.254.28)10-3/. 2301R tRAtBtCt普通工業(yè)用熱電阻式溫度傳感器普通工業(yè)用熱電阻式溫度傳感器電阻絲采用無感繞法（兩線圈電流流向相反，電感互相電阻絲采用無感繞法（兩線圈電流流向相反，電感互相抵消）繞在絕緣支架上，圖抵消

7、）繞在絕緣支架上，圖b所示。所示。11電阻體；電阻體；22瓷絕緣套管；瓷絕緣套管；33不銹鋼套管；不銹鋼套管；44安裝固定件；安裝固定件；55引線口；引線口；66接線盒；接線盒；77芯柱；芯柱；88電阻絲；電阻絲；99保護(hù)膜；保護(hù)膜；1010引線端引線端銅熱電阻銅熱電阻l利用半導(dǎo)體的電阻值隨溫度顯著變化的特性制成利用半導(dǎo)體的電阻值隨溫度顯著變化的特性制成l由金屬氧化物和化合物按不同的配方比例燒結(jié)由金屬氧化物和化合物按不同的配方比例燒結(jié)l優(yōu)優(yōu) 點(diǎn)：點(diǎn)：熱敏電阻的溫度系數(shù)比金屬大（熱敏電阻的溫度系數(shù)比金屬大（49倍）倍） 電阻率大，體積小，電阻率大，體積小，熱慣性熱慣性小，適于測(cè)量點(diǎn)溫、小，適于測(cè)

8、量點(diǎn)溫、表面溫度表面溫度及快速變化的溫度。及快速變化的溫度。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、機(jī)械性能好。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、機(jī)械性能好。l缺點(diǎn)：線性度較差，復(fù)現(xiàn)性和互換性較差。缺點(diǎn)：線性度較差，復(fù)現(xiàn)性和互換性較差。正溫度系數(shù)正溫度系數(shù)(PTC)負(fù)溫度系數(shù)負(fù)溫度系數(shù)(NTC) 臨界溫度系數(shù)臨界溫度系數(shù)(CTR)熱敏電阻典型特性熱敏電阻典型特性 PTC熱敏電阻熱敏電阻正溫度系數(shù)正溫度系數(shù) 鈦酸鋇摻合稀土元素?zé)Y(jié)而成鈦酸鋇摻合稀土元素?zé)Y(jié)而成 用途：用途： 各種電器設(shè)備的過熱保護(hù)，各種電器設(shè)備的過熱保護(hù)， 發(fā)熱源的定溫控制，限流元件發(fā)熱源的定溫控制，限流元件。 CTR熱敏電阻熱敏電阻臨界溫度系數(shù)臨界溫度系數(shù) 以三氧化二釩與鋇、硅

9、等氧化物，在磷、硅氧以三氧化二釩與鋇、硅等氧化物，在磷、硅氧化物在弱還原氣氛中混合燒結(jié)而成。在某個(gè)溫度化物在弱還原氣氛中混合燒結(jié)而成。在某個(gè)溫度上電阻值急劇變化上電阻值急劇變化,具有開關(guān)特性。具有開關(guān)特性。 用途：溫度開關(guān)用途：溫度開關(guān) NTC熱敏電阻熱敏電阻很高的負(fù)電阻溫度系數(shù)很高的負(fù)電阻溫度系數(shù) 主要由主要由Mn、Co、Ni、Fe、Cu等過渡金屬氧等過渡金屬氧化物化物 混合燒結(jié)而成，改變混合物的成分和配比混合燒結(jié)而成，改變混合物的成分和配比就可以獲得測(cè)溫范圍、阻值及溫度系數(shù)不同的就可以獲得測(cè)溫范圍、阻值及溫度系數(shù)不同的NTC熱敏電阻。熱敏電阻。 應(yīng)用：點(diǎn)溫、表面溫度、溫差、溫場(chǎng)等測(cè)量應(yīng)用：

10、點(diǎn)溫、表面溫度、溫差、溫場(chǎng)等測(cè)量 自動(dòng)控制及電子線路的熱補(bǔ)償線路自動(dòng)控制及電子線路的熱補(bǔ)償線路l構(gòu)成：熱敏探頭、引線、殼體構(gòu)成：熱敏探頭、引線、殼體l二端和三端器件：二端和三端器件： 為直熱式，即熱敏電阻直接由連為直熱式，即熱敏電阻直接由連接的電路獲得功率；接的電路獲得功率；l四端器件：旁熱式四端器件：旁熱式l體積達(dá)到小型化與超小型化。體積達(dá)到小型化與超小型化。 MF12型型 NTC熱敏電阻熱敏電阻聚脂塑料封裝聚脂塑料封裝熱敏電阻熱敏電阻 玻璃封裝玻璃封裝NTC熱敏電阻熱敏電阻MF58 型熱敏電阻型熱敏電阻帶安裝孔的熱敏電阻帶安裝孔的熱敏電阻大功率大功率PTC熱敏電阻熱敏電阻 貼片式貼片式NT

11、C熱敏電阻熱敏電阻 MF58型（珠形）高精型（珠形）高精度負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻度負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻MF5A-3型熱敏電阻型熱敏電阻 溫度特性溫度特性NTC型熱敏電阻，在較小的溫度范圍內(nèi)，電阻型熱敏電阻，在較小的溫度范圍內(nèi)，電阻-溫度特性溫度特性 00111127327300BBTTttTRR eR e 式中式中 RT , R0熱敏電阻在絕對(duì)溫度熱敏電阻在絕對(duì)溫度T，T0時(shí)的阻值時(shí)的阻值( )； T0, T 介質(zhì)的起始溫度和變化溫度（介質(zhì)的起始溫度和變化溫度（K）；）； t0 , t 介質(zhì)的起始溫度和變化溫度（介質(zhì)的起始溫度和變化溫度（）；）； B 熱敏電阻材料常數(shù)，一般為熱敏電阻材料常數(shù)，一般為

12、20006000K， 其大小取決于熱敏電阻的材料。其大小取決于熱敏電阻的材料。0011lnTRBRTT若已知兩個(gè)電阻值以及相應(yīng)的溫度值，就可求得若已知兩個(gè)電阻值以及相應(yīng)的溫度值，就可求得B值。值。一般取一般取20和和100時(shí)的電阻時(shí)的電阻R20 和和R100計(jì)算計(jì)算B值，值，即將即將T=373K，T0=293K代入上式，則代入上式，則201001365lnRBR 將將B值及值及R0=R20 代入式就確定了熱敏電阻的溫度特性代入式就確定了熱敏電阻的溫度特性: 21TTdRBRdTT B和和值是表征熱敏電阻材料性能的兩個(gè)重要值是表征熱敏電阻材料性能的兩個(gè)重要參數(shù)，熱敏電阻的電阻溫度系數(shù)比金屬絲的電

13、參數(shù)，熱敏電阻的電阻溫度系數(shù)比金屬絲的電阻溫度系數(shù)高很多，所以它的靈敏度很高。阻溫度系數(shù)高很多，所以它的靈敏度很高。 熱敏電阻在其本身溫度變化熱敏電阻在其本身溫度變化1時(shí)，電時(shí)，電阻值的相對(duì)變化量阻值的相對(duì)變化量l在穩(wěn)態(tài)情況下，通過熱敏電阻的電流在穩(wěn)態(tài)情況下，通過熱敏電阻的電流I與其兩端的電壓與其兩端的電壓U之間的關(guān)系。之間的關(guān)系。l當(dāng)流過熱敏電阻的電流很小時(shí)當(dāng)流過熱敏電阻的電流很小時(shí):不足以使之加熱。電阻不足以使之加熱。電阻值只決定于環(huán)境溫度，伏安特性是直線，遵循歐姆定值只決定于環(huán)境溫度，伏安特性是直線，遵循歐姆定律。主要用來律。主要用來測(cè)溫測(cè)溫。l當(dāng)電流增大到一定值時(shí)：當(dāng)電流增大到一定值時(shí)

14、：流過熱敏電阻的電流使之加流過熱敏電阻的電流使之加熱，本身溫度升高，出現(xiàn)負(fù)阻特性。因電阻減小，即熱，本身溫度升高，出現(xiàn)負(fù)阻特性。因電阻減小，即使電流增大，端電壓反而下降。其所能升高的溫度與使電流增大，端電壓反而下降。其所能升高的溫度與環(huán)境條件環(huán)境條件(周圍介質(zhì)溫度及散熱條件周圍介質(zhì)溫度及散熱條件)有關(guān)。當(dāng)電流和周有關(guān)。當(dāng)電流和周圍介質(zhì)溫度一定時(shí)，熱敏電阻的電阻值取決于介質(zhì)的圍介質(zhì)溫度一定時(shí)，熱敏電阻的電阻值取決于介質(zhì)的流速、流量、密度等散熱條件?？捎盟鼇砹魉佟⒘髁?、密度等散熱條件?？捎盟鼇頊y(cè)量流體速測(cè)量流體速度和介質(zhì)密度度和介質(zhì)密度。 標(biāo)稱電阻值標(biāo)稱電阻值RH : 在環(huán)境溫度為在環(huán)境溫度為25

15、0.2時(shí)測(cè)得的電阻時(shí)測(cè)得的電阻值，又稱冷電阻。其大小取決于熱敏電阻的材料和幾值，又稱冷電阻。其大小取決于熱敏電阻的材料和幾何尺寸。何尺寸。 材料常數(shù)材料常數(shù)B(K)：描述材料特性的一個(gè)常數(shù)，取決于熱：描述材料特性的一個(gè)常數(shù)，取決于熱敏電阻材料的激活能力，值大，靈敏度高。敏電阻材料的激活能力，值大，靈敏度高。(3)電阻溫度系數(shù)電阻溫度系數(shù)：指溫度升高：指溫度升高1時(shí)，電阻值的相對(duì)變時(shí)，電阻值的相對(duì)變化量。電阻率越高，溫度系數(shù)也越大?；?。電阻率越高，溫度系數(shù)也越大。(4)耗散系數(shù)耗散系數(shù)H 指熱敏電阻的溫度與周圍介質(zhì)的溫度相差指熱敏電阻的溫度與周圍介質(zhì)的溫度相差1時(shí)熱敏電阻所耗散的功率，單位為時(shí)

16、熱敏電阻所耗散的功率，單位為mW /；(5) 熱容量熱容量C 熱敏電阻的溫度變化熱敏電阻的溫度變化1所需吸收或釋放的所需吸收或釋放的熱量，單位為熱量，單位為J；(6) 能量靈敏度能量靈敏度G （W）使熱敏電阻的阻值變化使熱敏電阻的阻值變化1所需耗散的功率。所需耗散的功率。(7) 時(shí)間常數(shù)時(shí)間常數(shù) 溫度為溫度為T0的熱敏電阻突然置于溫的熱敏電阻突然置于溫度為度為T 的介質(zhì)中，熱敏電阻的溫度增量的介質(zhì)中，熱敏電阻的溫度增量T= 0.63 (TT0) 時(shí)所需的時(shí)間。時(shí)所需的時(shí)間。 (8) 額定功率額定功率PE 在標(biāo)準(zhǔn)壓力（在標(biāo)準(zhǔn)壓力（750mmHg）和規(guī)）和規(guī)定的最高環(huán)境溫度下，熱敏電阻長(zhǎng)期連續(xù)使用

17、定的最高環(huán)境溫度下，熱敏電阻長(zhǎng)期連續(xù)使用所允許的耗散功率，單位為所允許的耗散功率，單位為W。在實(shí)際使用時(shí)，。在實(shí)際使用時(shí)，熱敏電阻所消耗的功率不得超過額定功率。熱敏電阻所消耗的功率不得超過額定功率。 (/) 100GH /C H NTC的幾種組合電路及其熱電特性的幾種組合電路及其熱電特性 熱敏電阻的電阻熱敏電阻的電阻- -溫度特性呈指數(shù)關(guān)系，有較大非線溫度特性呈指數(shù)關(guān)系，有較大非線性，一般處理方法是與溫度系數(shù)小的電阻進(jìn)行串并聯(lián)，使性，一般處理方法是與溫度系數(shù)小的電阻進(jìn)行串并聯(lián)，使其等效電阻在一定溫度范圍內(nèi)是線性的。其等效電阻在一定溫度范圍內(nèi)是線性的。1 金屬熱電阻傳感器金屬熱電阻傳感器 200

18、+500范圍的溫度測(cè)量范圍的溫度測(cè)量 特點(diǎn)：精度高、適于測(cè)低溫。特點(diǎn)：精度高、適于測(cè)低溫。2 半導(dǎo)體熱敏電阻傳感器半導(dǎo)體熱敏電阻傳感器應(yīng)用范圍很廣，可在宇宙航船、醫(yī)學(xué)、工業(yè)及應(yīng)用范圍很廣，可在宇宙航船、醫(yī)學(xué)、工業(yè)及家用電器等方面用作測(cè)溫、控溫、溫度補(bǔ)償、家用電器等方面用作測(cè)溫、控溫、溫度補(bǔ)償、流速測(cè)量、液面指示等。流速測(cè)量、液面指示等。 l工業(yè)廣泛使用，工業(yè)廣泛使用，200+500范圍溫度測(cè)量。范圍溫度測(cè)量。在特殊情況下，測(cè)量的低溫端可達(dá)在特殊情況下，測(cè)量的低溫端可達(dá)3.4K，甚至，甚至更低，更低，1K左右。高溫端可測(cè)到左右。高溫端可測(cè)到1000。l溫度測(cè)量的特點(diǎn)：精度高、適于測(cè)低溫。溫度測(cè)量

19、的特點(diǎn)：精度高、適于測(cè)低溫。l傳感器的測(cè)量電路：經(jīng)常使用電橋，精度較高傳感器的測(cè)量電路：經(jīng)常使用電橋，精度較高的是自動(dòng)電橋。的是自動(dòng)電橋。l為消除由于連接導(dǎo)線電阻隨環(huán)境溫度變化而造為消除由于連接導(dǎo)線電阻隨環(huán)境溫度變化而造成的測(cè)量誤差，常采用三線制和四線制連接法。成的測(cè)量誤差，常采用三線制和四線制連接法。l這種引線方式簡(jiǎn)單、費(fèi)用低，這種引線方式簡(jiǎn)單、費(fèi)用低，但是引線電阻以及引線電阻但是引線電阻以及引線電阻的變化會(huì)帶來附加誤差。的變化會(huì)帶來附加誤差。l兩線制適于引線不長(zhǎng)、測(cè)溫兩線制適于引線不長(zhǎng)、測(cè)溫精度要求較低的場(chǎng)合。精度要求較低的場(chǎng)合。2r/R10-3時(shí)，時(shí)，誤差才可忽略誤差才可忽略熱電阻測(cè)溫電

20、橋的三線制接法熱電阻測(cè)溫電橋的三線制接法 工業(yè)用熱電阻一般采用三線制，工業(yè)用熱電阻一般采用三線制，消除引線電阻影響，提高測(cè)量精度消除引線電阻影響，提高測(cè)量精度G檢流計(jì)，檢流計(jì)，R1 ，R2 ，R3固定電阻，固定電阻，R a零位調(diào)節(jié)電阻，零位調(diào)節(jié)電阻， R t 熱電阻熱電阻熱電阻測(cè)溫電橋的四線制接法熱電阻測(cè)溫電橋的四線制接法 精密測(cè)量中，采用四線制接法精密測(cè)量中，采用四線制接法 ，有效消除線路寄生電勢(shì)。，有效消除線路寄生電勢(shì)。調(diào)零電位器調(diào)零電位器l實(shí)驗(yàn)室用，高精度測(cè)量實(shí)驗(yàn)室用，高精度測(cè)量l四根導(dǎo)線引到現(xiàn)場(chǎng)溫度四根導(dǎo)線引到現(xiàn)場(chǎng)溫度計(jì)。計(jì)。l當(dāng)壓表測(cè)量電流很小時(shí)，當(dāng)壓表測(cè)量電流很小時(shí)，可完全消除引線

21、電阻影可完全消除引線電阻影響。響。 恒流源供電恒流源供電l鉑測(cè)溫電阻缺點(diǎn)：響應(yīng)速度慢、容易破損、鉑測(cè)溫電阻缺點(diǎn)：響應(yīng)速度慢、容易破損、 難于測(cè)定狹窄位置的溫度。難于測(cè)定狹窄位置的溫度。l現(xiàn)逐漸使用能大幅度改善上述缺點(diǎn)的極細(xì)型鎧現(xiàn)逐漸使用能大幅度改善上述缺點(diǎn)的極細(xì)型鎧裝鉑測(cè)溫電阻，因而使應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。裝鉑測(cè)溫電阻，因而使應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。l主要應(yīng)用：鋼鐵、石油化工的各種工藝過程；主要應(yīng)用：鋼鐵、石油化工的各種工藝過程；纖維等工業(yè)的熱處理工藝；食品工業(yè)的各種自纖維等工業(yè)的熱處理工藝；食品工業(yè)的各種自動(dòng)裝置；空調(diào)、冷凍冷藏工業(yè)；宇航和航空、動(dòng)裝置；空調(diào)、冷凍冷藏工業(yè)；宇航和航空、物化設(shè)備及恒

22、溫槽物化設(shè)備及恒溫槽 。 1連通玻璃管連通玻璃管 2流通玻璃管流通玻璃管 3鉑絲鉑絲 （a）真空度測(cè)量方法對(duì)環(huán)境溫度變化比較敏感，）真空度測(cè)量方法對(duì)環(huán)境溫度變化比較敏感， 實(shí)際應(yīng)用中有恒溫或溫度補(bǔ)償裝置?？蓽y(cè)到實(shí)際應(yīng)用中有恒溫或溫度補(bǔ)償裝置?？蓽y(cè)到133.32210-5Pa。（b）可檢測(cè)管內(nèi)氣體介質(zhì)成分比例變化、熱風(fēng)流速變化）可檢測(cè)管內(nèi)氣體介質(zhì)成分比例變化、熱風(fēng)流速變化 溫度測(cè)量溫度測(cè)量 溫度控制溫度控制 溫度補(bǔ)償溫度補(bǔ)償 流量測(cè)量流量測(cè)量l開關(guān)開關(guān)S旋到旋到1處接通校正電路，調(diào)節(jié)處接通校正電路，調(diào)節(jié)R6使顯示儀表的指針轉(zhuǎn)至測(cè)量使顯示儀表的指針轉(zhuǎn)至測(cè)量上限，用以消除由于電源上限，用以消除由于電

23、源E電壓變化產(chǎn)生的誤差。電壓變化產(chǎn)生的誤差。l當(dāng)熱敏電阻感溫元件插入被測(cè)介質(zhì)后，再將切換開關(guān)旋到當(dāng)熱敏電阻感溫元件插入被測(cè)介質(zhì)后，再將切換開關(guān)旋到2處，處，接通測(cè)量電路，這時(shí)顯示儀表的示值即為被測(cè)介質(zhì)的溫度值。接通測(cè)量電路，這時(shí)顯示儀表的示值即為被測(cè)介質(zhì)的溫度值。 熱敏電阻點(diǎn)溫計(jì)熱敏電阻點(diǎn)溫計(jì)簡(jiǎn)易溫度控制器簡(jiǎn)易溫度控制器 l由由VR設(shè)定動(dòng)作溫度。如下：實(shí)際溫度低時(shí)，設(shè)定動(dòng)作溫度。如下：實(shí)際溫度低時(shí)， R t 大，大，VT1的的be之間電壓之間電壓大于導(dǎo)通電壓，大于導(dǎo)通電壓，VT1導(dǎo)通，相繼導(dǎo)通，相繼VT2也導(dǎo)通，繼電器吸合，電熱絲加熱。也導(dǎo)通，繼電器吸合，電熱絲加熱。l當(dāng)實(shí)際溫度達(dá)到要求控制的

24、溫度時(shí)，由于當(dāng)實(shí)際溫度達(dá)到要求控制的溫度時(shí)，由于R t（NTC型）的阻值降低，使型）的阻值降低，使VTl的的be電壓過低電壓過低 ( 0.6V) , VTl截止，相繼截止，相繼VT2截止，繼電器斷開，電熱截止，繼電器斷開，電熱絲斷電而停止加熱。這樣便達(dá)到控制溫度的目的。絲斷電而停止加熱。這樣便達(dá)到控制溫度的目的。加熱指加熱指示燈示燈儀表中的電阻溫度補(bǔ)償電路儀表中的電阻溫度補(bǔ)償電路 金屬一般具有正的溫度系數(shù)，金屬一般具有正的溫度系數(shù)，采用負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻進(jìn)行補(bǔ)償，采用負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻進(jìn)行補(bǔ)償，可以抵消由于溫度變化所產(chǎn)生的誤差可以抵消由于溫度變化所產(chǎn)生的誤差 改善溫度系數(shù)非線性改善溫度系數(shù)

25、非線性l熱式質(zhì)量流量計(jì)熱式質(zhì)量流量計(jì) 原理：流體中熱傳遞與熱轉(zhuǎn)移與流體質(zhì)量的關(guān)系。原理：流體中熱傳遞與熱轉(zhuǎn)移與流體質(zhì)量的關(guān)系。 利用外熱源對(duì)被測(cè)流體加熱，測(cè)量因流體流動(dòng)造成利用外熱源對(duì)被測(cè)流體加熱，測(cè)量因流體流動(dòng)造成的溫度場(chǎng)變化，從而測(cè)得流體的質(zhì)量流量。的溫度場(chǎng)變化，從而測(cè)得流體的質(zhì)量流量。 流量方程式：流量方程式： 采用恒定功率法，測(cè)量溫差采用恒定功率法，測(cè)量溫差T可以求出質(zhì)量流量?？梢郧蟪鲑|(zhì)量流量。若采用恒定溫差法，求出輸入功率若采用恒定溫差法，求出輸入功率P就可求出質(zhì)量就可求出質(zhì)量流量。流量。mpPqcTpPcT ：加加熱熱功功率率；：比比定定壓壓熱熱容容；：加加熱熱器器前前后后溫溫度度

26、差差11鎳管；鎳管；( (導(dǎo)熱性能好導(dǎo)熱性能好) )22加熱線圈；加熱線圈；33測(cè)溫線圈（電阻）；測(cè)溫線圈（電阻）；44調(diào)零電阻；調(diào)零電阻；55電表電表原理：原理：加熱器、測(cè)溫電阻安裝在小口徑金屬管壁外，兩個(gè)測(cè)溫電阻接電橋輸加熱器、測(cè)溫電阻安裝在小口徑金屬管壁外，兩個(gè)測(cè)溫電阻接電橋輸出。管內(nèi)流體靜止時(shí)，調(diào)節(jié)電橋平衡。當(dāng)有流體流過時(shí)形成變化溫度場(chǎng)，測(cè)出。管內(nèi)流體靜止時(shí)，調(diào)節(jié)電橋平衡。當(dāng)有流體流過時(shí)形成變化溫度場(chǎng)，測(cè)溫電阻變化，電橋不平衡電壓輸出，正比于溫差溫電阻變化，電橋不平衡電壓輸出，正比于溫差T，由此測(cè)出質(zhì)量。由此測(cè)出質(zhì)量。應(yīng)用：應(yīng)用：熱式流量計(jì)適用于微小流量測(cè)量。需測(cè)大流量時(shí)，要作分流。結(jié)

27、構(gòu)簡(jiǎn)熱式流量計(jì)適用于微小流量測(cè)量。需測(cè)大流量時(shí)，要作分流。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壓力損失小，非接觸測(cè)量。缺點(diǎn)靈敏度低，需溫度補(bǔ)償。單，壓力損失小，非接觸測(cè)量。缺點(diǎn)靈敏度低，需溫度補(bǔ)償。恒定功率法恒定功率法液體流向液體流向 利用熱敏電阻上的熱量消耗和介質(zhì)流速的利用熱敏電阻上的熱量消耗和介質(zhì)流速的關(guān)系可以測(cè)量流量、流速、風(fēng)速等。關(guān)系可以測(cè)量流量、流速、風(fēng)速等。 熱敏電阻流量計(jì)熱敏電阻流量計(jì) R t1和和R t2分別置于管分別置于管道中央和不受介質(zhì)流道中央和不受介質(zhì)流速影響的小室中，介速影響的小室中，介質(zhì)靜止時(shí)，電橋平衡；質(zhì)靜止時(shí)，電橋平衡；當(dāng)介質(zhì)流動(dòng)時(shí)，將當(dāng)介質(zhì)流動(dòng)時(shí)，將Rt1的熱量帶走，阻的熱量帶走，阻值變

28、化，橋路相應(yīng)輸值變化，橋路相應(yīng)輸出。介質(zhì)從出。介質(zhì)從R t1上帶上帶走的熱量大小與介質(zhì)走的熱量大小與介質(zhì)流量有關(guān)，所以可以流量有關(guān)，所以可以用它測(cè)流量。用它測(cè)流量。 原理：原理：由兩個(gè)基準(zhǔn)級(jí)熱電阻由兩個(gè)基準(zhǔn)級(jí)熱電阻(鉑鉑RTD)組成。一個(gè)是質(zhì)量速度傳組成。一個(gè)是質(zhì)量速度傳感器感器T1，一個(gè)是測(cè)量氣體溫度變化的溫度傳感器，一個(gè)是測(cè)量氣體溫度變化的溫度傳感器T2。當(dāng)這兩個(gè)。當(dāng)這兩個(gè)RTD置于被測(cè)氣體中時(shí)，其中傳感器置于被測(cè)氣體中時(shí)，其中傳感器T1被加熱到氣體溫度以上被加熱到氣體溫度以上的一個(gè)恒定的溫差，另一個(gè)傳感器的一個(gè)恒定的溫差，另一個(gè)傳感器T2用于感應(yīng)被測(cè)氣體溫度。用于感應(yīng)被測(cè)氣體溫度。隨著氣

29、體隨著氣體質(zhì)量流速質(zhì)量流速的增加，氣流帶走更多熱量的增加，氣流帶走更多熱量,傳感器傳感器T1的溫度的溫度下降，要維持下降，要維持T1、T2恒定的溫度差，恒定的溫度差，T1的的加熱功率加熱功率就要增大。就要增大。 LCD有保持功能有保持功能l以溫敏晶體管為感溫元件，將其與外圍電路集成在一塊以溫敏晶體管為感溫元件，將其與外圍電路集成在一塊芯片上制成，基于半導(dǎo)體芯片上制成，基于半導(dǎo)體PN結(jié)電壓溫度特性。結(jié)電壓溫度特性。l感溫電路用兩個(gè)溫敏晶體管差分構(gòu)成，使感溫電路用兩個(gè)溫敏晶體管差分構(gòu)成，使PN結(jié)溫度與輸結(jié)溫度與輸出電壓或電流成線性關(guān)系，稱出電壓或電流成線性關(guān)系，稱PTAT（Proportional

30、 to Absolute Temperature）核心電路）核心電路 。l具有體積小、反應(yīng)快、線性較好與廉價(jià)的優(yōu)點(diǎn)，測(cè)量范具有體積小、反應(yīng)快、線性較好與廉價(jià)的優(yōu)點(diǎn)，測(cè)量范圍圍-50150 ，適用于常溫測(cè)量，不在主傳感器系列，適用于常溫測(cè)量，不在主傳感器系列，工業(yè)上用于溫度補(bǔ)償。工業(yè)上用于溫度補(bǔ)償。l主要輸出類型可分為電壓型、電流型與數(shù)字型主要輸出類型可分為電壓型、電流型與數(shù)字型3種。種。l型號(hào)：型號(hào)：LM135、LM235、 LM335系列系列 l工作溫度：工作溫度： -55+150， -405+125， -10+100l由由PATA核心電路與放大電路組成，外部核心電路與放大電路組成，外部3個(gè)端子。個(gè)端子。UccUo(10mV/K)兩端使用Ucc三端使用Uo(10mV/K)10k第三端，外部調(diào)節(jié)第三端，外部調(diào)節(jié)25 時(shí)，調(diào)節(jié)時(shí)，調(diào)節(jié)10k電位電位器，使輸出電壓器，使輸出電壓=2.982V，提高精度。，提高精度。l電流輸出型典型集成溫度傳感器有電流輸出型典型集成溫度傳感器有AD590（美國(guó)（美國(guó)AD公司生產(chǎn)），國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品公司生產(chǎn)），國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品SG590l器件電源電壓器件電源電壓430V，測(cè)溫范圍，測(cè)溫范圍-50+150。AD590 引腳和符號(hào)表示引腳和符號(hào)表示工作