傳感器第次課環(huán)境量檢測傳感器

傳感器第次課環(huán)境量檢測傳感器第一頁，共一百零九頁，2022年，8月28日環(huán)境量檢測傳感器將環(huán)境量的物質(zhì)特性（如溫濕度、氣體、和離子等）的變化定性或者定量地轉(zhuǎn)變成電信號的裝置。種類繁多、機理復(fù)雜、不夠普及、地位重要溫度傳感器氣敏傳感器濕敏傳感器離子敏傳感器第二頁，共一百零九頁，2022年，8月28日溫度傳感器掌握工作原理和應(yīng)用：熱電偶溫度傳感器熱電阻溫度傳感器熱敏電阻溫度傳感器集成溫度傳感器

（補充，AD590）第三頁，共一百零九頁，2022年，8月28日溫度量電動勢電壓輸出(如LM35)電流輸出(如AD590)數(shù)字輸出(如DS1820)熱電偶熱電阻熱敏電阻鉑電阻銅電阻NTC電阻PTC電阻電阻集成化問題：溫度判斷使用哪種傳感器最合適？溫度傳感器分類第四頁，共一百零九頁，2022年，8月28日根據(jù)物理效應(yīng)的溫度傳感器分類:熱阻效應(yīng)熱電勢效應(yīng)金屬熱電阻半導(dǎo)體熱敏電阻熱電偶溫度傳感器光電效應(yīng)紅外溫度傳感器、光纖溫度傳感器熱電阻PN結(jié)熱電效應(yīng)熱敏二極管/三極管、集成溫度傳感器第五頁，共一百零九頁，2022年，8月28日溫度傳感器是實現(xiàn)溫度檢測和控制的重要器件。在種類繁多的傳感器中，溫度傳感器是應(yīng)用最廣泛、發(fā)展最快的傳感器之一。工業(yè)生產(chǎn)自動化流程,溫度測量點要占全部測量點的一半左右。第六頁，共一百零九頁，2022年，8月28日溫差熱電偶（簡稱熱電偶）是目前溫度測量中使用最普遍的傳感元件之一。它除具有結(jié)構(gòu)簡單，測量范圍寬、準確度高、熱慣性小，輸出信號為電信號便于遠傳或信號轉(zhuǎn)換等優(yōu)點外，還能用來測量流體的溫度、測量固體以及固體壁面的溫度。微型熱電偶還可用于快速及動態(tài)溫度的測量。熱電偶溫度傳感器第七頁，共一百零九頁，2022年，8月28日兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B組合成如圖所示閉合回路，若導(dǎo)體A和B的連接處溫度不同（設(shè)T＞T0），則在此閉合回路中就有電流產(chǎn)生，也就是說回路中有電動勢存在，這種現(xiàn)象叫做熱電效應(yīng)。熱電偶的工作原理回路中所產(chǎn)生的電動勢，叫熱電勢。熱電勢由兩部分組成，即溫差電勢和接觸電勢。熱電偶原理圖TT0AB熱端冷端第八頁，共一百零九頁，2022年，8月28日簡單的溫差電動勢實驗第九頁，共一百零九頁，2022年，8月28日工業(yè)熱電偶的測量范圍從-270到25000C，幾乎覆蓋了整個工程領(lǐng)域測溫范圍。測溫精度可達0.1%t（t為被測溫度）。目前有50%的工程溫度測控用熱電偶完成。特別是鋼鐵、有色金屬、火力發(fā)電站、航空發(fā)電機、核反應(yīng)堆，石油煉制、化工、機械熱處理第十頁，共一百零九頁，2022年，8月28日1.接觸電勢兩種不同的金屬相互接觸時在它們之間產(chǎn)生的電勢差。接觸電勢與溫度和兩種金屬性質(zhì)有關(guān)產(chǎn)生接觸電勢差的原因是：⑴兩種金屬電子的逸出功不同。⑵兩種金屬的電子濃度不同。

幾種金屬依次連接時，接觸電勢差只與兩端金屬的性質(zhì)有關(guān)，與中間金屬無關(guān)。A電子密度高B電子密度低電子擴散第十一頁，共一百零九頁，2022年，8月28日AeA(T,To)ToT2.溫差電勢溫差電勢原理圖例如：在當0℃附近時，銅導(dǎo)體兩端的溫差為1度時，溫差電動勢為2μV。溫差電動勢為uV級遠小于接觸電動勢（mv級）

第十二頁，共一百零九頁，2022年，8月28日導(dǎo)體材料確定后，熱電勢的大小只與熱電偶兩端的溫度有關(guān)，而且是溫度的單值函數(shù)，這就是利用熱電偶測溫的原理。只有當熱電偶兩端溫度不同,熱電偶的兩導(dǎo)體材料不同時才能有熱電勢產(chǎn)生。熱電偶回路熱電勢只與組成熱電偶的材料及兩端溫度有關(guān)；與熱電偶的長度、粗細無關(guān)。只有用不同性質(zhì)的導(dǎo)體(或半導(dǎo)體)才能組合成熱電偶；相同材料不會產(chǎn)生熱電勢。四點結(jié)論第十三頁，共一百零九頁，2022年，8月28日熱電偶示意圖實驗室實物工業(yè)實物根據(jù)上述原理，可以在熱電偶回路中接入電位計E，只要保證電位計與連接熱電偶處的接點溫度相等，就不會影響回路中原來的熱電勢，接入的方式見下圖所示。

ET0T0TABABT0T0T0T0TT0第十四頁，共一百零九頁，2022年，8月28日熱電偶的常用材料與結(jié)構(gòu)熱電偶材料應(yīng)滿足：物理性能穩(wěn)定，熱電特性不隨時間改變；化學(xué)性能穩(wěn)定，不被介質(zhì)腐蝕；熱電勢高，導(dǎo)電率高，且電阻溫度系數(shù)??；便于制造，復(fù)現(xiàn)性好，便于成批生產(chǎn)。第十五頁，共一百零九頁，2022年，8月28日熱電偶的分度表如何查分度表？℃K型熱電偶熱電動勢（mv）0123456789000.0390.0790.1190.1580.1980.2380.2770.3170.357100.3970.4370.4770.5170.5570.5970.6370.6770.7180.758200.7980.8380.8790.9190.9601.0001.0411.0811.1221.162301.2031.2441.2851.3251.3661.4071.4481.4891.5291.570401.6111.6521.6931.7341.7761.8171.8581.8991.9401.981502.0222.0642.1052.1462.1882.2292.2702.3122.3532.394602.4362.4772.5192.5602.6012.6432.6842.7262.7672.809702.8502.8922.9332.9753.0163.0583.1003.1413.1833.224803.2663.3073.3493.3903.4323.4733.5153.5563.5983.639903.6813.7223.7643.8053.8473.8883.9303.9714.0124.0541004.0954.1374.1784.2194.2614.3024.3434.3844.4264.4671104.5084.5494.5904.6324.6734.7144.7554.7964.8374.8781204.9194.9605.0015.0425.0835.1245.1645.2055.2465.2871305.3275.3685.4095.4505.4905.5315.5715.6125.6525.6931405.7335.7745.8145.8555.8955.9365.9766.0166.0576.097第十六頁，共一百零九頁，2022年，8月28日℃K型熱電偶熱電動勢（mv）0123456789000.0390.0790.1190.1580.1980.2380.2770.3170.357100.3970.4370.4770.5170.5570.5970.6370.6770.7180.758200.7980.8380.8790.9190.9601.0001.0411.0811.1221.162301.2031.2441.2851.3251.3661.4071.4481.4891.5291.570401.6111.6521.6931.7341.7761.8171.8581.8991.9401.981502.0222.0642.1052.1462.1882.2292.2702.3122.3532.394602.4362.4772.5192.5602.6012.6432.6842.7262.7672.809例：用K型熱電偶測量溫度源溫度，室溫環(huán)境20度，測得熱電偶的輸出電動勢為1.97mV,那么溫度源實際溫度多少？查表得20度時對應(yīng)的是0.798mV那么實際溫度對應(yīng)的熱電動勢應(yīng)為0.798mV+1.97mV=2.768mV對應(yīng)68℃則實際溫度應(yīng)為123℃如果室溫不是恒定的20度？將出現(xiàn)測量誤差第十七頁，共一百零九頁，2022年，8月28日熱電偶的冷端補償熱電偶測溫時，它的冷端往往處于溫度變化的環(huán)境中，如室溫下，而它測量的是熱端與冷端的溫度差，因此要進行冷端補償。補償方法有冰水法、恒溫槽法、電橋自動補償法。實際檢測時是在熱電偶和放大電路之間接入一個其中一個橋臂是PN結(jié)二極管(或Cu電阻)組成的直流電橋，這個直流電橋稱冷端溫度補償器，電橋在0℃時達到平衡（亦有20℃平衡）。第十八頁，共一百零九頁，2022年，8月28日當熱電偶冷端溫度升高時（＞0℃）熱電偶回路電勢Uab下降，由于補償器中，PN呈負溫度系數(shù)，其正向壓降隨溫度升高而下降，促使Uab上升，其值正好補償熱電偶因自由端溫度升高而降低的電勢，達到補償目的。實驗K熱電偶當溫度為0℃，電橋平衡，V12=0,Vi=Vab當溫度升高10度，Vab會降低，但是V12會升高同樣的值。第十九頁，共一百零九頁，2022年，8月28日熱電偶冷端補償器選擇注意事項：1.不同分度號的熱電偶配不同的補償器2.冷端補償器的平衡溫度（0℃還是20℃）第二十頁，共一百零九頁，2022年，8月28日要求：（1）溫度系數(shù)、電阻率較高→提高靈敏度，體積小，反應(yīng)快（2）物理化學(xué)性能穩(wěn)定→提高穩(wěn)定性和準確性，復(fù)現(xiàn)性好（3）良好的輸入-輸出特性→線性/接近線性，測量精度高（4）良好的工藝性→批量生產(chǎn)，降低成本材料：純金屬---鉑、銅、鎳、鐵（5）較大的測溫范圍→特別是在低溫范圍原理：熱能熱電阻電阻值溫度熱電阻阻值熱電阻溫度傳感器熱電阻原理與特性:第二十一頁，共一百零九頁，2022年，8月28日特點：應(yīng)用：(1)在高溫和氧化介質(zhì)中性能極為穩(wěn)定(2)輸入輸出特性接近線性(2)貴重金屬，成本較高標準溫度計，高精度工業(yè)測溫，高低溫測試構(gòu)成：金屬鉑絲(0.02~0.07mm)繞制成線圈(1)測量精度高：<0℃:±1℃、

0~100℃:±0.5℃、

100~650℃:±0.5%Pt100：R0：0℃時的阻值鉑電阻(Pt)Pt100有關(guān)鉑金屬的資料PPT第二十二頁，共一百零九頁，2022年，8月28日問題：1.Pt100鉑電阻的引線電阻是否可以忽略不計？為什么Pt100：第二十三頁，共一百零九頁，2022年，8月28日熱電阻元件有三根引出線，兩端各有一根引線接入相鄰橋臂，第三根連接測量儀表或電源。兩條引線電阻分別加到相鄰橋臂，兩橋臂電阻的電阻變化相互抵消，使引線電阻的誤差減少。正常3線接法錯誤2線接法PT100分度表表明，10℃溫度變化導(dǎo)致的電阻變化為4歐姆左右，所以導(dǎo)線電阻對溫度測量結(jié)果影響較大第二十四頁，共一百零九頁，2022年，8月28日Pt100：問題：如圖為PT100的2端元件接入電橋的電路圖，黃線和藍線是不能忽略電阻的引線，電橋的輸出連接點應(yīng)該選B1還是B2才能消除引線的影響?第二十五頁，共一百零九頁，2022年，8月28日溫度控制器電路圖PT100應(yīng)用實例第二十六頁，共一百零九頁，2022年，8月28日特點：應(yīng)用：(1)在-50~150℃范圍內(nèi)性能穩(wěn)定，線性好(2)成本低(3)電阻率低（為鉑電阻的1/6），體積較大(Cu50,Cu100)(4)高溫易被氧化，易被腐蝕(5)測量精度低于鉑電阻：-50~50℃:±0.5℃、50~150℃:±1%小范圍，較低溫度，測量精度要求低，沒有浸蝕性介質(zhì)時代替鉑構(gòu)成：金屬銅絲(0.02~0.07mm)繞制成線圈銅電阻(Cu)第二十七頁，共一百零九頁，2022年，8月28日熱敏電阻是開發(fā)早、種類多、發(fā)展較成熟的敏感元器件．熱敏電阻由半導(dǎo)體陶瓷材料組成，熱敏電阻原理是溫度變化引起半導(dǎo)體材料的電阻變化。熱敏電阻可分為正溫度系數(shù)（PTC）、負溫度系數(shù)（NTC）兩大類。第二十八頁，共一百零九頁，2022年，8月28日熱敏電阻的特點

1．電阻溫度系數(shù)的范圍甚寬電阻溫度系數(shù)的絕對值比金屬大10～100倍左右。

2．材料加工容易、性能好可根據(jù)使用要求加工成各種形狀，特別是能夠作到小型化。目前，最小的珠狀熱敏電阻其直徑僅為0.2mm。

3．阻值在1～10M之間可供自由選擇使用時，一般可不必考慮線路引線電阻的影響；由于其功耗小、故不需采取冷端溫度補償，所以適合于遠距離測溫和控溫使用。第二十九頁，共一百零九頁，2022年，8月28日4．穩(wěn)定性好商品化產(chǎn)品已有30多年歷史，加之近年在材料與工藝上不斷得到改進。據(jù)報道，在0.01℃的小溫度范圍內(nèi)，其穩(wěn)定性可達0.0002℃的精度。相比之下，優(yōu)于其它各種溫度傳感器。5．原料資源豐富，價格低廉燒結(jié)表面均已經(jīng)玻璃封裝。故可用于較惡劣環(huán)境條件；另外由于熱敏電阻材料的遷移率很小，故其性能受磁場影響很小，這是十分可貴的特點。第三十頁，共一百零九頁，2022年，8月28日134鉑絲40601201600100101102103104105RT/Ω溫度T/oC熱敏電阻的電阻--溫度特性曲線1-NTC；3突變型PTC；4PTC第三十一頁，共一百零九頁，2022年，8月28日熱敏電阻發(fā)展最為迅速，由于其性能得到不斷改進，穩(wěn)定性已大為提高，在許多場合下（-40～＋350℃）熱敏電阻已逐漸取代傳統(tǒng)的溫度傳感器。家用電器電熨斗、電冰箱、電飯煲、洗衣機、電暖壺、烘干機、電烤箱、空調(diào)機、電熱毯、熱水器、熱得快、電磁爐、汽車電子電子噴油嘴、空調(diào)機、發(fā)電機防熱裝置、電熱座椅測量儀器流量計、風(fēng)速表、真空計、濃度計、濕度計、空氣傳感器、環(huán)境監(jiān)測儀、辦公設(shè)備復(fù)印機、傳真機、打印機、掃描儀農(nóng)業(yè)園藝溫室控制、人工氣候箱、烘干系統(tǒng)、醫(yī)療器具體溫計、人工透析、散熱系統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)電動機過熱保護（案例）第三十二頁，共一百零九頁，2022年，8月28日應(yīng)用實例：基于熱敏電阻的電機過熱保護器：Rt1Rt2Rt3：熱敏電阻(NTC)，安裝在三相繞組附近溫度低時

：電阻高三極管不導(dǎo)通繼電器不吸合電機運行溫度高時

：電阻低三極管導(dǎo)通繼電器吸合電機停止第三十三頁，共一百零九頁，2022年，8月28日PN結(jié)溫度傳感器

晶體二極管或三極管的PN結(jié)的結(jié)電壓是隨溫度而變化的。例如硅管的PN結(jié)的結(jié)電壓在溫度每升高1℃時，下降約2mV，利用這種特性可以做PN結(jié)溫度傳感器。這種傳感器有較好的線性，尺寸小，其熱時間常數(shù)為0.2—2秒，靈敏度高。測溫范圍為-50—+150℃。同型號的二極管或三極管特性不完全相同，因此它們的互換性較差。當電流恒定，在一定溫度范圍內(nèi)，U

T關(guān)系成線性不同的工作電流，U—T關(guān)系不同。但總是線性關(guān)系。第三十四頁，共一百零九頁，2022年，8月28日PN結(jié)溫度傳感器

利用PN結(jié)的正向溫度特性制作的熱電偶冷端補償器第三十五頁，共一百零九頁，2022年，8月28日PN結(jié)溫度傳感器應(yīng)用一

MAX6641溫度傳感器及風(fēng)扇控制器能精確地測量自身管芯和遠端pn結(jié)的溫度。本器件使用2線串口以數(shù)字形式報告溫度值。遠端pn結(jié)可以是CPU上共集電極pnp電路的射極-基極結(jié)。

也可選用CMPT3906、T3906等型號的分立元件三極管。要求三極管發(fā)射結(jié)的正向壓降必須在最高預(yù)期溫度和10μA電流下大于0.25V；

在最低預(yù)期溫度和100μA電流下小于0.95V。外部中斷信號高溫告警輸出等脈寬調(diào)制第三十六頁，共一百零九頁，2022年，8月28日PN結(jié)溫度傳感器應(yīng)用二

采用PN結(jié)溫度傳感器的數(shù)字式溫度計，測溫范圍-50—150℃，分辨率為0.1℃,在0—100℃范圍內(nèi)精度可達±1℃圖中的R1，R2，D，W1組成測溫電橋，其輸出信號接差動放大器A1，經(jīng)放大后的信號輸入0-±2.000V數(shù)字式電壓表（DVM）顯示。放大后的靈敏度10mV/℃。A2接成電壓跟隨器。與W2配合可調(diào)節(jié)放大器A1的增益。第三十七頁，共一百零九頁，2022年，8月28日通過PN結(jié)的電流不能過大，以免自身的溫升影響測量精度。一般電流為100—300uA。采用恒壓源供電必須有較好的穩(wěn)壓精度。

精確調(diào)整非常重要，可采用廣口瓶裝入碎冰渣（帶水）作為0℃的標準，采用恒溫水槽或油槽及標準溫度計作為100℃或其它溫度標準。在沒有恒水槽時，可用沸水作為100℃的標準（由于各地的氣壓不同，其沸點不一定是100℃，可用0—100℃的水銀溫度計來校準）。第三十八頁，共一百零九頁，2022年，8月28日將PN結(jié)傳感器插入碎冰渣廣口瓶中，等溫度平衡，調(diào)整W1，使DVM顯示為0V，將PN結(jié)傳感器插入沸水中（設(shè)沸水為100℃），調(diào)整W2，使DVM實現(xiàn)為100.0V，若沸水溫度不是100℃時，可按照水銀溫度計上的讀數(shù)調(diào)整W2，使DVM顯示值與水銀溫度計的數(shù)值相等。再將傳感器插入0℃環(huán)境中，等平衡后看顯示是否仍為0V，必要時再調(diào)整W1使之為0V，然后再插入沸水，看是否與水銀溫度計計數(shù)相等，經(jīng)過幾次反復(fù)調(diào)整即可。電路標定：方法采用逼近法第三十九頁，共一百零九頁，2022年，8月28日原理：IC溫度傳感器的測溫原理，是基于晶體管的PN結(jié)隨溫度變化而產(chǎn)生漂移現(xiàn)象研制的。眾所周知，晶體管PN結(jié)的這種溫漂，會給電路的調(diào)整帶來極大的麻煩。但是利用PN結(jié)的溫漂特性來測量溫度，可研制成半導(dǎo)體溫度傳感元件。IC溫度傳感器就是依據(jù)半導(dǎo)體的溫漂特性，經(jīng)過精心設(shè)計而制造出來的集成化線性較好的溫度傳感器件。優(yōu)點：輸出線性好、測量精度高,傳感驅(qū)動電路、信號處理電路等都與溫度傳感部分集成在一起,因而封裝后的組件體積非常小,使用方便,故在測溫技術(shù)中越來越得到廣泛應(yīng)用。

集成溫度傳感器第四十頁，共一百零九頁，2022年，8月28日IC溫度傳感器的分類電壓型IC溫度傳感器是將溫度傳感器基準電壓、緩沖放大器集成在同一芯片上。因器件有放大器；故輸出電壓高；另外,由于其具有輸出阻抗低的特性；抗干擾能力強，但由于為電壓輸出，故不適合長線傳輸。這類IC溫度傳感器特別適合于工業(yè)現(xiàn)場測量，如LM34/35。按輸出分電壓型，電流型，數(shù)字輸出型溫度傳感器。第四十一頁，共一百零九頁，2022年，8月28日電流型IC溫度傳感器是把線性集成電路和與之相容的薄膜工藝元件集成在一塊芯片上,再通過激光修版微加工技術(shù),制造出性能優(yōu)良的測溫傳感器。這種傳感器的輸出電流正比于熱力學(xué)溫度；其次，因電流型輸出恒流，所以傳感器具有高輸出阻抗。其值可達10MΩ。這為遠距離傳輸深井測溫提供了便利。如AD590，AD592，TMP17等。第四十二頁，共一百零九頁，2022年，8月28日（一）電壓型溫度傳感器精密攝氏溫度傳感器LM35美國NS公司生產(chǎn)，其輸出電壓與攝氏溫度成正比特性:1、有三種封裝形式:塑封、金屬外殼、SO-8；2、+10mV/℃線性刻度系數(shù)；3、精度：0.4℃~0.8℃；4、測量范圍：-55℃~+150℃；5、工作電壓：4V~30V;6、非線性：±0.25℃。底視圖第四十三頁，共一百零九頁，2022年，8月28日LM35123VCCoutput-VSR+10mV/℃LM35+VSGNDVCC（4-30V）outputVout基本攝氏溫度傳感器電路圖滿量程攝氏溫度傳感器電路圖AVRSm50-=+10mV/℃（一）電壓型溫度傳感器精密攝氏溫度傳感器LM35第四十四頁，共一百零九頁，2022年，8月28日（二）電流型溫度傳感器AD590是美國模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成兩端感溫電流源

1．伏安特性工作電壓：4V～30V，I為一恒流值輸出，I∝Tk，即KT——標定因子，AD590的標定因子為1μA/℃

I=KT·TK

4V30V0I/μAU/VAD590伏安特性曲線218298423第四十五頁，共一百零九頁，2022年，8月28日－550

150

273.2μAI/μATC/oCAD590溫度特性曲線2．溫度特性

可見，當溫度為0℃時，輸出電流為273.2μA。在常溫25℃時，標定輸出電流為298.2μA。第四十六頁，共一百零九頁，2022年，8月28日3．AD590的非線性150－55△T/oC0.3－0.30在實際應(yīng)用中，ΔT通過硬件或軟件進行補償校正，使測溫精度達±0.1℃。其次，AD590恒流輸出，具有較好的抗干擾抑制比和高輸出阻抗。當電源電壓由＋5V向＋10V變化時，其電流變化僅為0.2μA/V。長時間漂移最大為±0.1℃，反向基極漏電流小于10pA。–55℃～100℃，ΔT遞增，100℃～150℃則是遞降。ΔT最大可達±3℃，最小ΔT＜0.3℃，按檔級分等。T/oCAD590非線性誤差曲線第四十七頁，共一百零九頁，2022年，8月28日4．長線傳輸?shù)臄z氏溫度測量在實際中，可使用AD590進行長線傳輸測溫，并能對測溫曲線的非線性誤差進行校正。用AD590為測溫傳感器，傳輸電纜可達1000m以上，主要是因AD590本身具有恒流、高阻抗輸出特性，輸出阻抗達10MΩ。1000m的銅質(zhì)電纜。其直流阻值約為150Ω。所以電纜的影響是微乎其微的。實驗證明，接入1000m電纜后的測量值與不接入電纜的側(cè)量值。相差值小于0.1℃。這一變化值是在規(guī)定的測溫精度范圍內(nèi)的。長線傳輸攝氏溫度測量的典型電路如圖。第四十八頁，共一百零九頁，2022年，8月28日1KM長線傳輸攝氏溫度測量的典型電路第四十九頁，共一百零九頁，2022年，8月28日美國DALLAS公司生產(chǎn)的單總線數(shù)字溫度傳感器DS1820，可把溫度信號直接轉(zhuǎn)換成串行數(shù)字信號供微機處理。由于每片DS1820含有唯一的串行序列號，所以在一條總線上可掛接任意多個DS1820芯片。從DS1820讀出的信息或?qū)懭隓S1820的信息，僅需要一根口線（單總線接口）。讀寫及溫度變換功率來源于數(shù)據(jù)總線，總線本身也可以向所掛接的DS1820供電，而無需額外電源。DS1820提供九位溫度讀數(shù)，構(gòu)成多點溫度檢測系統(tǒng)而無需任何外圍硬件。（三）數(shù)字輸出型IC溫度傳感器第五十頁，共一百零九頁，2022年，8月28日

１、DS1820的特性

單線接口：僅需一根口線與MCU連接；

無需外圍元件；

由總線提供電源；

測溫范圍為-55℃～125℃，精度為0.5℃；

九位溫度讀數(shù)；

A/D變換時間為200ms；

用戶可以任意設(shè)置溫度上、下限報警值，且能夠識別具體報警傳感器。

第五十一頁，共一百零九頁，2022年，8月28日DS1820123GNDDQVDD(a)PR—35封裝

DS1820的管腳排列DS182012345678I/OGND(b)uSOP封裝NCNCNCNCVDDNC2、DS1820引腳及功能

GND：地；

VDD：電源電壓

I/O：數(shù)據(jù)輸入／輸出腳(單線接口，可作寄生供電)第五十二頁，共一百零九頁，2022年，8月28日第五十三頁，共一百零九頁，2022年，8月28日

3、DS1820的工作原理圖為DS1820的內(nèi)部框圖，它主要包括寄生電源、溫度傳感器、64位激光ROM單線接口、存放中間數(shù)據(jù)的高速暫存器（內(nèi)含便箋式RAM），用于存儲用戶設(shè)定的溫度上下限值的TH和TL觸發(fā)器存儲與控制邏輯、8位循環(huán)冗余校驗碼（CRC）發(fā)生器等七部分。DS1820內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖存儲器控制邏輯64bitROM和單線接口電源檢測溫度傳感器高溫觸發(fā)器低溫觸發(fā)器8位CRC觸發(fā)器存儲器DQVDDGND第五十四頁，共一百零九頁，2022年，8月28日寄生電源由兩個二極管和寄生電容組成。電源檢測電路用于判定供電方式。寄生電源供電時,電源端接地，器件從總線上獲取電源。在I/O線呈低電平時，改由寄生電容上的電壓繼續(xù)向器件供電。寄生電源兩個優(yōu)點：檢測遠程溫度時無需本地電源；缺少正常電源時也能讀ROM。若采用外部電源,則通過二極管向器件供電。(1)寄生電源第五十五頁，共一百零九頁，2022年，8月28日DS1820內(nèi)部的低溫度系數(shù)振蕩器能產(chǎn)生穩(wěn)定的頻率信號f0，高溫度系數(shù)振蕩器則將被測溫度轉(zhuǎn)換成頻率信號f。當計數(shù)門打開時，DS1820對f0計數(shù)，計數(shù)門開通時間由高溫度系數(shù)振蕩器決定。芯片內(nèi)部還有斜率累加器，可對頻率的非線性予以補償。測量結(jié)果存入溫度寄存器中。一般情況下的溫度值應(yīng)為9位（符號點1位），但因符號位擴展成高8位，故以16位補碼形式讀出，表給出了DS1820溫度和數(shù)字量的對應(yīng)關(guān)系。第五十六頁，共一百零九頁，2022年，8月28日溫度/℃輸出的二進制碼對應(yīng)的十六進制碼+125000000001111101000FAH+2500000000001100100032H+1/200000000000000010001H000000000000000000000H-1/21111111111111111FFFFH-251111111111001110FFCEH-551111111110010010FF92HDS1820溫度與數(shù)字量對應(yīng)關(guān)系表

第五十七頁，共一百零九頁，2022年，8月28日溫度測量電路斜率累加器計數(shù)器1計數(shù)器2低溫度系數(shù)晶振高溫度系數(shù)晶振=0=0預(yù)置溫度寄存器預(yù)置比較停止置位/清零加1(2)溫度測量DS1820測量溫度時使用特有的溫度測量技術(shù)，如圖。第五十八頁，共一百零九頁，2022年，8月28日64位ROM的結(jié)構(gòu)如下：

開始8位是產(chǎn)品類型的編號（DS1820為10H），接著是每個器件的唯一的序號，共有48位，最后8位是前56位的CRC校驗碼，這也是多個DS1820可以采用一線進行通信的原因。主機操作ROM的命令有五種，如表所列指

令說

明讀ROM（33H）讀DS1820的序列號匹配ROM（55H）繼讀完64位序列號的一個命令，用于多個DS1820時定位跳過ROM（CCH）此命令執(zhí)行后的存儲器操作將針對在線的所有DS1820搜ROM（F0H）識別總線上各器件的編碼，為操作各器件作好準備報警搜索（ECH）僅溫度越限的器件對此命令作出響應(yīng)(3)64位激光ROM第五十九頁，共一百零九頁，2022年，8月28日由便箋式RAM和非易失性電擦寫EERAM組成，后者用于存儲TH、TL值。數(shù)據(jù)先寫入RAM，經(jīng)校驗后再傳給EERAM。便箋式RAM占9個字節(jié)，包括溫度信息（第1、2字節(jié)）、TH和TL值（3、4字節(jié)）、計數(shù)寄存器（7、8字節(jié)）、CRC（第9字節(jié)）等，第5、6字節(jié)不用。暫存器的命令共6條，見表3.4-3所列。在正常測溫情況下，DS1820的測溫分辨力為0.5℃，可采用下述方法獲得高分辨率的溫度測量結(jié)果：首先用DS1820提供的讀暫存器指令（BEH）讀出以0.5℃為分辨率的溫度測量結(jié)果，然后切去測量結(jié)果中的最低有效位（LSB），得到所測實際溫度的整數(shù)部分Tz，然后再用BEH指令取計數(shù)器1的計數(shù)剩余值Cs和每度計數(shù)值CD?？紤]到DS1820測量溫度的整數(shù)部分以0.25℃、0.75℃為進位界限的關(guān)系，實際溫度Ts可用下式計算：

Ts=（Tz-0.25℃）+(CD-Cs)/CD(4)高速暫存器第六十頁，共一百零九頁，2022年，8月28日

DS1820存貯控制命令指

令說

明溫度轉(zhuǎn)換（44H）啟動在線DS1820做溫度A/D轉(zhuǎn)換讀數(shù)據(jù)（BEH）從高速暫存器讀9bits溫度值和CRC值寫數(shù)據(jù)（4EH）將數(shù)據(jù)寫入高速暫存器的第0和第1字節(jié)中復(fù)制（48H）將高速暫存器中第2和第3字節(jié)復(fù)制到EERAM讀EERAM（B8H）將EERAM內(nèi)容寫入高速暫存器中第2和第3字節(jié)讀電源供電方式（B4H）了解DS1820的供電方式

DS1820單線通信功能是分時完成的，它有嚴格的時隙概念。因此系統(tǒng)對DS1820的各種操作必須按協(xié)議進行。DS1820工作工程中的協(xié)議：初始化、ROM操作命令、存儲器操作命令、處理數(shù)據(jù)。第六十一頁，共一百零九頁，2022年，8月28日４溫度檢測系統(tǒng)原理由于單線數(shù)字溫度傳感器DS1820具有在一條總線上可同時掛接多片的顯著特點，可同時測量多點的溫度，而且DS1820的連接線可以很長，抗干擾能力強，便于遠距離測量，因而得到了廣泛應(yīng)用。采用寄生電容供電的溫度檢測系統(tǒng)

89C51DS1820DS1820DS1820P1.0P1.1P1.2TxRx+5VGNDVDDP1.1作輸出口用，相當于TxP1.2作輸入口用，相當于Rx……第六十二頁，共一百零九頁，2022年，8月28日溫度檢測系統(tǒng)原理圖如圖所示，采用寄生電源供電方式。為保證在有效的DS1820時鐘周期內(nèi)，提供足夠的電流，我們用一個MOSFET管和89C51的一個I/O口（P1.0）來完成對DS1820總線的上拉。當DS1820處于寫存儲器操作和溫度A/D變換操作時，總線上必須有強的上拉，上拉開啟時間最大為10μs。采用寄生電源供電方式時VDD必須接地。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送接收口必須是三態(tài)的，為了操作方便我們可用89C51的P1.1口作發(fā)送口Tx，P1.2口作接收口Rx。通過試驗我們發(fā)現(xiàn)此種方法可掛接DS1820數(shù)十片，距離可達到５０米，而用一個口時僅能掛接10片DS1820，距離僅為20米。同時，由于讀寫在操作上是分開的，故不存在信號競爭問題。第六十三頁，共一百零九頁，2022年，8月28日

DS1820采用了一種單線總線系統(tǒng)，即可用一根線連接主從器件，DS1820作為從屬器件，主控器件一般為微處理器。單線總線僅由一根線組成，與總線相連的器件應(yīng)具有漏極開路或三態(tài)輸出，以保證有足夠負載能力驅(qū)動該總線。DS1820的I/O端是開漏輸出的，單線總線要求加一只5kΩ左右的上拉電阻。應(yīng)特別注意：當總線上DS1820掛接得比較多時，就要減小上拉電阻的阻值，否則總線拉不成高電平，讀出的數(shù)據(jù)全是0。在測試時，上拉電阻可以換成一個電位器，通過調(diào)整電位器可以使讀出的數(shù)據(jù)正確，當總線上有8片DS1820時，電位器調(diào)到阻值為1.25kΩ時就能讀出正確數(shù)據(jù)，在實際應(yīng)用時可根據(jù)具體的傳感器數(shù)量來選擇合適的上拉電阻。

第六十四頁，共一百零九頁，2022年，8月28日溫度傳感器氣敏傳感器濕敏傳感器離子敏傳感器環(huán)境量檢測傳感器第六十五頁，共一百零九頁，2022年，8月28日質(zhì)量濃度表示法：每立方米空氣中所含污染物的質(zhì)量數(shù)，即mg/m3

體積濃度表示法：一百萬體積的空氣中所含污染物的體積數(shù)，即ppm

大部分氣體檢測儀器測得的氣體濃度都是體積濃度（ppm）。而按我國規(guī)定，特別是環(huán)保部門，則要求氣體濃度以質(zhì)量濃度的單位（如：mg/m3）表示，我們國家的標準規(guī)范也都是采用質(zhì)量濃度單位（如：mg/m3）表示。使用質(zhì)量濃度單位（mg/m3）作為空氣污染物濃度的表示方法，可以方便計算出污染物的真正量。但質(zhì)量濃度與檢測氣體的溫度、壓力環(huán)境條件有關(guān)，其數(shù)值會隨著溫度、氣壓等環(huán)境條件的變化而不同；實際測量時需要同時測定氣體的溫度和大氣壓力。而在使用ppm作為描述污染物濃度時，由于采取的是體積比，不會出現(xiàn)這個問題。氣體濃度的表示方法濃度單位ppm與mg/m3的換算：按下式計算：

mg/m3=M/22.4·ppm·[273/(273+T)]*（Ba/101325）

M----為氣體分子量

ppm----測定的體積濃度值

T----溫度

Ba----壓力第六十六頁，共一百零九頁，2022年，8月28日氣敏傳感器是用來測量氣體的類別、濃度和成分的傳感器，而半導(dǎo)體氣敏傳感器是目前實際使用最多的是半導(dǎo)體氣敏傳感器?！粲捎跉怏w種類繁多，性質(zhì)也各不相同，不可能用一種傳感器檢測所有類別的氣體，因此半導(dǎo)體氣敏傳感器的種類非常多?！裟壳鞍雽?dǎo)體氣敏傳感器常用于工業(yè)上天然氣、煤氣、石油化工等部門的易燃、易爆、有毒、有害氣體的監(jiān)測、預(yù)報和自動控制。第六十七頁，共一百零九頁，2022年，8月28日電阻型氣敏傳感器按照半導(dǎo)體與氣體相互作用時產(chǎn)生的變化只限于半導(dǎo)體表面或深入到半導(dǎo)體內(nèi)部，又可分為表面電阻控制型和體電阻控制型。前者當半導(dǎo)體表面吸附氣體后，使半導(dǎo)體的載流子增多或減小來引起半導(dǎo)體電導(dǎo)率變化，但內(nèi)部化學(xué)組成不變；后者當半導(dǎo)體與氣體發(fā)生反應(yīng)后，使半導(dǎo)體晶格發(fā)生變化而引起電導(dǎo)率改變。按照半導(dǎo)體變化的物理特征，可分為電阻型和非電阻型兩類。前者是利用敏感元件吸附氣體后電阻值隨著被測氣體的濃度改變來檢測氣體的濃度或成分；后者是利用二極管伏安特性和場效應(yīng)管的閾值電壓變化來檢測被測氣體。半導(dǎo)體氣敏傳感器分類第六十八頁，共一百零九頁，2022年，8月28日半導(dǎo)體氣敏傳感器分類因為許多金屬氧化物具有氣敏效應(yīng)，這些金屬氧化物都是利用陶瓷工藝制成的具有半導(dǎo)體特性的材料，因此稱之為半導(dǎo)體陶瓷，簡稱半導(dǎo)瓷。由于半導(dǎo)瓷與半導(dǎo)體單晶相比具有工藝簡單、價格低廉等優(yōu)點，因此已經(jīng)用它制作了多種具有實用價值的敏感元件。在諸多的半導(dǎo)體氣敏元件中，用氧化錫(SnO2)制成的元件具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、可靠性高，穩(wěn)定性好、信號處理容易等一系列優(yōu)點，應(yīng)用最為廣泛。第六十九頁，共一百零九頁，2022年，8月28日半導(dǎo)體氣敏傳感器一般由三部分組成：敏感元件、加熱器和外殼。按其結(jié)構(gòu)可分為燒結(jié)型、薄膜型和厚膜型第七十頁，共一百零九頁，2022年，8月28日(a)所示為燒結(jié)型氣敏元件，它以多孔質(zhì)陶瓷如SnO2為基材，添加不同物質(zhì)采用低溫(700℃～900℃)制陶方法進行燒結(jié)，燒結(jié)時埋入鉑電極和加熱絲，最后將電極和加熱絲引線焊在管座上制成元件。由于制作簡單，它是一種最普通的結(jié)構(gòu)形式，主要用于檢測還原性氣體、可燃性氣體和液體蒸氣，但由于燒結(jié)不充分，器件的機械強度較差，且所用電極材料較貴重，電特性誤差較大，所以應(yīng)用受到一定的限制。第七十一頁，共一百零九頁，2022年，8月28日(b)所示為薄膜型氣敏元件，是用蒸發(fā)或濺射方法，在石英或陶瓷基片上形成金屬氧化物薄膜(厚度在100nm以下)，用這種方法制成的敏感膜顆粒很小，因此具有很高的靈敏度和響應(yīng)速度。敏感體的薄膜化有利于器件的低功耗、小型化，以及與集成電路制造技術(shù)兼容，所以是一種很有前途的器件。第七十二頁，共一百零九頁，2022年，8月28日(c)所示為厚膜型氣敏元件，將氣敏材料(SnO2、ZnO)與一定比例的硅凝膠混制成能印刷的厚膜膠，把厚膜膠用絲網(wǎng)印刷到事先安裝有鉑電極的氧化鋁基片上，在400℃～800℃的溫度下燒結(jié)1～2個小時便制成厚膜型氣敏元件。用厚膜工藝制成的器件一致性較好，機械強度高，適于批量生產(chǎn)。第七十三頁，共一百零九頁，2022年，8月28日這些氣敏元件全部附有加熱器，它的作用是使附著在探測部分處的油霧、塵埃等燒掉，同時加速氣體氧化還原反應(yīng)，從而提高元件的靈敏度和響應(yīng)速度，一般加熱到200℃～400℃。第七十四頁，共一百零九頁，2022年，8月28日旁熱式：加熱和測量分離，避免互相影響，穩(wěn)定性和可靠性好第七十五頁，共一百零九頁，2022年，8月28日電阻型氣敏傳感器基本特性電阻型半導(dǎo)體氣敏傳感器的阻值與空氣中被測氣體濃度成對數(shù)關(guān)系。溫濕度特性：SnO2傳感器的阻值隨溫度、濕度上升而有規(guī)律地減小。因此除盡量保持恒溫、恒濕外，其有效措施是選用溫濕度特性好的氣敏元件及在電路中進行溫濕度補償。第七十六頁，共一百零九頁，2022年，8月28日當長期存放后再通電時，在一段時間內(nèi)傳感器阻值一般高出正常值20%左右，而以后慢慢恢復(fù)至正常穩(wěn)定值，這一特性稱作初期穩(wěn)定特性。初期穩(wěn)定時間與傳感器種類及工作溫度有關(guān)，直熱式較長，傍熱式較短。它與元件種類、存放時間及存放環(huán)境有關(guān)。存放時間愈長，初期恢復(fù)時間亦愈長，存放7～15天后的初期恢復(fù)時間一般約在2～5min之內(nèi)。實驗：氣敏傳感器實驗中一般要求傳感器通電5分鐘以上才開始測量。第七十七頁，共一百零九頁，2022年，8月28日由于鈀對氫特別敏感，就可以把鈀做成晶體管的柵電極，這樣就可以做成伏安特性受氫氣濃度影響的氫敏傳感器由于這類技術(shù)尚不夠成熟，一般制成的Pd-MOSFET和Pd-MOS二極管只能用于測量H2的泄露檢測。非電阻型氣敏傳感器第七十八頁，共一百零九頁，2022年，8月28日日本費加羅(FIGARO)全系列氣體傳感器最早提出以半導(dǎo)體氣體傳感器作為敏感元件，用于可燃氣體報警概念，就是日本費加羅公司。而最先實現(xiàn)商品化的就是費加羅發(fā)明的TGS系列半導(dǎo)體式氣體傳感器。30多年來，費加羅氣體傳感器已在全世界銷售累積上億只。其優(yōu)良的長期穩(wěn)定性和可靠性以在全世界獲得廣泛確認。費加羅公司生產(chǎn)的氣體傳感器主要有型號對象氣體檢測范圍（ppm）（注：10000ppm=1%）TGS813天然氣、液化氣2,000～50,000TGS822TF煤制氣、氫氣200～5,000TGS203S一氧化碳50～1,000TGS822/TGS2620有機溶劑蒸氣50～5,000TGS2610石油液化氣500～10,000TGS2611天然氣500～10,000TGS2600空氣質(zhì)量氫氣1～30TGS832氟里昂傳感器測量范圍100-2000ppmKE25/KE50氧氣檢測TGS傳感器壽命費加羅傳感器最大優(yōu)點是長壽命，如圖所示，TGS傳感器的靈敏度特性只有隨四季的溫濕度變化而呈周期性變化，并沒有單調(diào)變化的趨勢，說明SnO2半導(dǎo)體氣體傳感器有極長的壽命。第七十九頁，共一百零九頁，2022年，8月28日氣敏傳感器的應(yīng)用一----自動排風(fēng)扇控制器電路該電路采用QM-N10型氣敏傳感器，它對天然氣、煤氣、液化氣、有較高的靈敏度，對油煙也敏感?？捎糜趶N房電風(fēng)扇的自動控制。第八十頁，共一百零九頁，2022年，8月28日傳感器的加熱電壓直接由變壓器次級（6V）經(jīng)R12降壓提供；工作電壓由全波整流后，經(jīng)C1濾波及R1、VZ5穩(wěn)壓后提供。傳感器負載電阻由R2及R3組成（更換R3大小，可調(diào)節(jié)控制信號與待測氣體的濃度的關(guān)系）。開機60s延時電路由R4、VD6、C2及IC1組成，防止初始穩(wěn)定狀態(tài)誤動作。第八十一頁，共一百零九頁，2022年，8月28日當達到報警濃度時，IC1的2端為高電平，使IC4輸出高電平，此信號使VT2導(dǎo)通，繼電器吸合（起動排氣扇）；組成排氣扇延遲電路，使IC4出現(xiàn)低電平后10s才使J釋放；另外，IC4輸出高電平使IC2、IC3組成的壓控振蕩器起振，其輸出使VT1導(dǎo)通或截止交替出現(xiàn)，則LED（紅色）產(chǎn)生閃光報警信號。LED（綠色）為工作指示燈。第八十二頁，共一百零九頁，2022年，8月28日其加熱及工作電壓都是5V，加熱電流約125mA。傳感器的負載電阻為R1及R2，其輸出直接結(jié)LED顯示驅(qū)動器LM3914。當無酒精蒸氣，其上的輸出電壓很低，隨著酒精蒸氣的濃度增加，輸出電壓也上升，則LM3912的LED（共10個）亮的數(shù)目也增加。氣敏傳感器的應(yīng)用二----簡易酒精測試電路第八十三頁，共一百零九頁，2022年，8月28日TGS822第八十四頁，共一百零九頁，2022年，8月28日簡易酒精測試電路問題：這張圖的LED會亮嗎？（P102）第八十五頁，共一百零九頁，2022年，8月28日檢測信號電源電壓LED電源電壓LM3914第八十六頁，共一百零九頁，2022年，8月28日基準源模式選擇信號緩沖分壓網(wǎng)絡(luò)比較器LM3914、LM3915和LM3916，這三者的區(qū)別是，線性分壓、3dB分壓和音頻指數(shù)型分壓。因為音頻比較特別，當功率增大十倍時，人耳聽起來只有原來兩倍那么響，所以為了符合人耳的特性，就把音頻指示做成指數(shù)型的，功率要增大十倍，燈才亮到原來兩倍多。這三種芯片一般都選用3915或3916作為音頻應(yīng)用。3915的分貝計算法已經(jīng)符合聽力習(xí)慣了，一般是用在LED音量指示。第八十七頁，共一百零九頁，2022年，8月28日MQS2B的A、B兩端電壓下降時，＋12V電壓經(jīng)MQS2B的壓降減少，使得B的電壓升高，經(jīng)電阻R1和RP分壓、R2限流加到開關(guān)集成電路TWH8778的⑤端。當⑤端電壓達到預(yù)定值時，①、②兩端導(dǎo)通。MQS2B是煙霧、有害氣體傳感器，平時阻值較高（10kΩ左右）。當有煙霧或有害氣體進入時，阻值急劇下降。氣敏傳感器的應(yīng)用三----有害氣體鑒別電路第八十八頁，共一百零九頁，2022年，8月28日調(diào)節(jié)可調(diào)電阻RP可改變⑤端的電壓預(yù)定值，從而調(diào)節(jié)其靈敏度，使①、②兩端導(dǎo)通。＋12V電壓加至繼電器，使繼電器得電，觸點J1-1吸合，從而控制排風(fēng)扇電源的開關(guān)，使排風(fēng)扇自動排風(fēng)。同時②端輸出的＋12V電壓經(jīng)R4限流和穩(wěn)壓二極管VD3（5V）穩(wěn)壓后提供微音器HTD電源電壓，此微音器是有源的（自帶音源），此時便會發(fā)出嘀嘀聲，由此可知是否有有害氣體產(chǎn)生。同時，發(fā)光二極管發(fā)出紅光，實現(xiàn)生光顯示。靈敏度調(diào)節(jié)也可用蜂鳴器TWH8778第八十九頁，共一百零九頁，2022年，8月28日當pin5電壓超過1.6V，驅(qū)動電流超過80uA時，開關(guān)導(dǎo)通。關(guān)斷電流只有10uA，導(dǎo)通電流1A第九十頁，共一百零九頁，2022年，8月28日實驗室的氣敏傳感器為集成電阻型半導(dǎo)體氣敏元件，由納米級SnO2及適當摻雜混合劑燒結(jié)而成，具微珠式結(jié)構(gòu)，應(yīng)用電路簡單，可將電阻變化改變?yōu)橐粋€輸出信號，與酒精濃度相對應(yīng)。TP-3(HS-3)型傳感器對空氣中的低濃度酒精有極高的靈敏度。下圖表明了傳感器的敏感特性。所有數(shù)據(jù)均在標準測試條件下采集。Y軸表示傳感器的輸出電壓。實驗室氣敏傳感器介紹TP-3(HS-3)型傳感器第九十一頁，共一百零九頁，2022年，8月28日基本測試電路:測量VO,查曲線得到酒精濃度第九十二頁，共一百零九頁，2022年，8月28日實質(zhì)上，半導(dǎo)體的酒敏傳感器是不能常溫工作的，HS-3A所謂常溫工作是指傳感器中沒有加熱器，這不等于常溫工作，因為它是靠傳感器敏感材料本身的電阻實現(xiàn)加熱的，事實上，HS-3A也是工作在300度附近！怎么能叫常溫呢？去掉加熱器的酒敏傳感器性能很不穩(wěn)定，因為敏感材料的電阻是隨著酒精濃度的變化而變化的，因此不論你是恒壓供電還是恒流供電，都不能保證器件的功率恒定，因此傳感器的工作溫度是變化的，因此性能是變化的！這直接帶來一個結(jié)果：傳感器不穩(wěn)定！氣敏傳感器能在常溫下工作嗎？第九十三頁，共一百零九頁，2022年，8月28日溫度傳感器氣敏傳感器濕敏傳感器離子敏傳感器環(huán)境量檢測傳感器第九十四頁，共一百零九頁，2022年，8月28日濕敏傳感器濕度的表示方式濕敏傳感器的概念氯化鋰濕敏電阻半導(dǎo)體陶瓷濕敏電阻濕敏傳感器的應(yīng)用第九十五頁，共一百零九頁，2022年，8月28日濕度是指大氣中的水蒸氣含量，通常采用絕對濕度和相對濕度兩種表示方法。絕對濕度是指在一定溫度和壓力條件下，每單位體積的混合氣體中所含水蒸氣的質(zhì)量，單位為g/m3，一般用符號AH表示；相對濕度是指氣體的絕對濕度與同一溫度下達到飽和狀態(tài)的絕對濕度之比，一般用符號%RH表示。相對濕度給出大氣的潮濕程度，它是一個無量綱的量，在實際使用中多使用相對濕度這一概念。2010年3月20日17時五山實況資料

氣溫：24.8攝氏度

氣壓：1007.2hPa

相對濕度：60%濕度的表示方式第九十六頁，共一百零九頁，2022年，8月28日濕敏傳感器是能夠感受外界濕度變化，并通過器件材料的物理或化學(xué)性質(zhì)變化，將濕度轉(zhuǎn)化成有用信號的器件。濕度檢測較困難，原因有三：一是水蒸氣含量要比空氣少得多二是濕敏材料容易因為接觸水受到腐蝕和老化三是濕信息的傳遞必須靠水對濕敏器件直接接觸來完成，因此濕敏器件只能直接暴露于待測環(huán)境中，不能密封。通常，對濕敏器件有下列要求：在各種氣體環(huán)境下穩(wěn)定性好、響應(yīng)時間短、壽命長、有互換性、耐污染和受溫度影響小等。微型化、集成化及廉價是濕敏器件的發(fā)展方向。第九十七頁，共一百零九頁，2022年，8月28日當今比較成熟的幾類濕敏傳感器有:1.氯化鋰濕敏電阻氯化鋰濕敏電阻是利用吸濕性鹽類潮解，離子電導(dǎo)率發(fā)生變化而制成的測濕元件。2.半導(dǎo)體陶瓷濕敏電阻通常，用兩種以上的金屬氧化物半導(dǎo)體材料混合燒結(jié)而成為多孔陶瓷，這些材料有ZnO-LiO2-V2O5系、Si