西安交通大學非電量電測-第7章熱電傳感器課件

第七章熱電傳感器熱電傳感器是一類能將溫度變化轉換為電量變化的元件。7.1熱電偶一．熱電偶測溫原理1.熱電效應兩種不同的導體兩端相互緊密地連接在一起，組成一個閉合回路。當兩接點溫度不等時，回路中就會產生電動勢，從而形成電流，這一現象稱為熱電效應，該電動勢稱為熱電動勢。熱電動勢主要是由接觸電勢構成的T端的接觸電動勢：同理，T0端的接觸電動勢：回路總電動勢(1)如果熱電熱偶兩電極材料相同，無論兩接點溫度如何，總電動勢為零。(2)如果熱電偶兩接點溫度相同，盡管、材料不同，回路總電動勢為零。第一種情況：總電動勢為第二種情況：總電動勢為（2）標準電極定律如果兩種導體（A和B）分別與第三種導體（C）組成熱電偶所產生的熱電動勢已知，則由這兩個導體（A、B）組成的熱電偶產生的熱電動勢可由下述標準電極定律來確定：二．熱電偶的結構與種類1．結構2．種類名稱分度標準材質成分t=100oCt0=0oC熱電動勢/mV最高使用溫度國際我國(舊)正極負極長期短期

鉑銠10-鉑SLB-3Pt90﹪Rh10﹪Pt100﹪0.6431300oC1600oC鉑銠30-鉑銠6BLL-2Pt70﹪Rh30﹪Pt94﹪Rh6﹪0.0341600oC1800oC鎳鉻-鎳硅KEU-2Ni90﹪Cr10﹪Ni97﹪Si2.5﹪Mn0.5﹪4.0951000oC1200oC銅-康銅TCKCu100﹪Cu55﹪Ni10﹪4.277200oC300oC（1）常用熱電偶②快速反應薄膜熱電偶③鎢錸熱電偶（超高溫熱電偶）④金鐵-鎳鉻熱電偶（低溫熱電偶）⑤非金屬熱電偶（2）特殊熱電偶鎧裝熱電偶2．冷端恒溫法3．補償導線法要求兩種情況下的熱電勢相同整理可得即4．自動補償法（1）熱電偶補償2．補償電橋四．熱電偶實用測溫電路1．測量某點溫度的基本電路2．測量兩點之間溫度差3．測量平均溫度7.2熱電阻熱電阻也是一種測溫元件，它是利用導體的電阻隨溫度變化的特性來測量溫度的。工業(yè)上被廣泛地應用來測量中低溫區(qū)（-200~500oC）的溫度。一．常用熱電阻1.鉑電阻鉑電阻與溫度的關系二．熱電阻的測量電路與應用舉例1.測量電路（1）三線制接法（2）四線制接法7.3熱敏電阻熱敏電阻是利用半導體的電阻值隨溫度顯著變化這一特性制成的一種熱敏元件。半導體熱敏電阻與金屬熱電阻相比較，具有靈敏度高、體積小、熱慣性小、響應速度快等優(yōu)點，但目前它存在的主要缺點是互換性和穩(wěn)定性較差，非線性嚴重，且不能在高溫下使用，所以限制了其應用領域。三．熱敏電阻的應用舉例1．串聯(lián)補償電阻2．并聯(lián)補償電阻3．溫度-頻率轉換電路時令調節(jié)td1使4.溫度控制

5.溫度補償

6.測量管道流量

7.4PN結型和集成溫度傳感器

在一定電流條件下，PN結的正向電壓與溫度有關，利用這一特性制成的溫度傳感器稱為PN結型溫度傳感器。其體積小，反應快，而且線性比熱敏電阻好得多。

一．分立元件PN結型溫度傳感器

1.二極管溫度傳感器當時而2.晶體管溫度傳感器

二．集成溫度傳感器

兩個特性完全相同的晶體管，在不同的IC下工作，則兩管的Ube之差為

T3和T4構成電流鏡使

I1=I2