第三章其它電阻式傳感器

第三章其它電阻式傳感器第一頁(yè)，共58頁(yè)。第二節(jié)測(cè)溫?zé)犭娮鑲鞲衅?/p>

一、金屬熱電阻

溫度升高，金屬內(nèi)部原子晶格的振動(dòng)加劇，從而使金屬內(nèi)部的自由電子通過(guò)金屬導(dǎo)體時(shí)的阻礙增大，宏觀上表現(xiàn)出電阻率變大，電阻值增加，我們稱其為正溫度系數(shù)，即電阻值與溫度的變化趨勢(shì)相同。測(cè)溫?zé)犭娮杩煞譃榻饘俸桶雽?dǎo)體兩大類。第二頁(yè)，共58頁(yè)。

取一只100W/220V燈泡，用萬(wàn)用表測(cè)量其電阻值，可以發(fā)現(xiàn)其冷態(tài)阻值只有幾十歐姆，而計(jì)算得到的額定熱態(tài)電阻值應(yīng)為484

。

請(qǐng)說(shuō)明鎢絲的溫度系數(shù)的正負(fù)。

2023/4/193第三頁(yè)，共58頁(yè)。易提純、復(fù)現(xiàn)性好的金屬材料才可用于制作熱電阻

請(qǐng)?zhí)暨x適合于制作熱電阻的金屬材料第四頁(yè)，共58頁(yè)。金屬熱電阻材料的主要技術(shù)性能

2023/4/195第五頁(yè)，共58頁(yè)。薄膜式及裝配式鉑熱電阻

第六頁(yè)，共58頁(yè)。小型鉑熱電阻

2023/4/197第七頁(yè)，共58頁(yè)。防爆型鉑熱電阻

堅(jiān)實(shí)的外殼起“隔爆”作用第八頁(yè)，共58頁(yè)。汽車用水溫傳感器及水溫表

銅熱電阻第九頁(yè)，共58頁(yè)?！般K熱電阻分度表”2023/4/1910第十頁(yè)，共58頁(yè)。二、熱敏電阻

熱敏電阻有負(fù)溫度系數(shù)（NTC）和正溫度系數(shù)（PTC）之分。

NTC又可分為兩大類：第一類的電阻值與溫度之間呈嚴(yán)格的負(fù)指數(shù)關(guān)系，因此可用于測(cè)量溫度：

第二類為突變型（CTR）。當(dāng)溫度上升到某臨界點(diǎn)時(shí)，其電阻值突然下降，可用于控制溫度。第十一頁(yè)，共58頁(yè)。熱敏電阻的外形、結(jié)構(gòu)及符號(hào)

a）圓片型熱敏電阻b）柱型熱敏電阻c）珠型熱敏電阻d）鎧裝型e）厚膜型f）圖形符號(hào)1—熱敏電阻2—玻璃外殼3—引出線4—紫銅外殼5—傳熱安裝孔第十二頁(yè)，共58頁(yè)。PTC熱敏電阻

PTC熱敏電阻屬于臨界溫度型（CTR）。當(dāng)溫度上升到某臨界點(diǎn)時(shí)，其電阻值突然下降，可用于各種電子電路中抑制浪涌電流。大功率PTC還可用作暖風(fēng)機(jī)中的加熱元件。恒溫加熱PTC熱敏電阻2023/4/1913第十三頁(yè)，共58頁(yè)。下圖所示的恒溫加熱PTC熱敏電阻的溫度將恒定在多少度范圍？為什么？加熱電流約為多少A？將暖風(fēng)機(jī)的“風(fēng)量”加大后，PTC的溫度為什么不會(huì)下降？加熱功率如何變化？2023/4/1914第十四頁(yè)，共58頁(yè)。其他形式的熱敏電阻

帶安裝孔的熱敏電阻大功率PTC熱敏電阻第十五頁(yè)，共58頁(yè)。其他形式的熱敏電阻（續(xù)）

貼片式NTC熱敏電阻16第十六頁(yè)，共58頁(yè)。熱敏電阻溫度面板表

熱敏電阻

LCD17第十七頁(yè)，共58頁(yè)。熱敏電阻體溫表

18第十八頁(yè)，共58頁(yè)。熱敏電阻用于CPU的溫度測(cè)量

（參考小熊在線公司資料）19第十九頁(yè)，共58頁(yè)。熱敏電阻用于電熱水器的溫度控制

20第二十頁(yè)，共58頁(yè)。第三節(jié)氣敏電阻

氣敏電阻品種繁多，主要有可測(cè)量還原性氣體和測(cè)量氧氣濃度的兩大類。

氣敏電阻可以把某種氣體的成分、濃度等參數(shù)轉(zhuǎn)換成電阻變化量，再轉(zhuǎn)換為電流、電壓信號(hào)。

2023/4/1921第二十一頁(yè)，共58頁(yè)。一、還原性氣體傳感器

在化學(xué)反應(yīng)中，還原性氣體是給出電子還是得到電子？還原性氣體多數(shù)屬于可燃性氣體，例如石油蒸氣、酒精蒸氣、甲烷、乙烷、煤氣、天然氣、氫氣等。測(cè)量還原性氣體的氣敏電阻一般是用SnO2、ZnO或Fe2O3等金屬氧化物粉料燒結(jié)而成的半導(dǎo)體器件。

第二十二頁(yè)，共58頁(yè)。MQN型氣敏電阻結(jié)構(gòu)及測(cè)量電路a）氣敏燒結(jié)體

b）氣敏電阻外形

c）基本測(cè)量電路

1—引腳2—塑料底座3—燒結(jié)體4—不銹鋼網(wǎng)罩5—加熱電極

6—工作電極

7—加熱電源

8—測(cè)量電源第二十三頁(yè)，共58頁(yè)。MQN型氣敏半導(dǎo)體器件的燒結(jié)體中，有兩組鉑絲。一組鉑絲為測(cè)量電極，另一組（上圖中的左邊鉑絲）為加熱電極兼測(cè)量電極。氣敏電阻工作時(shí)必須加熱到200300℃，其目的是加速被測(cè)氣體的化學(xué)吸附和電離的過(guò)程并燒去氣敏電阻表面的污物（起清潔作用）。

第二十四頁(yè)，共58頁(yè)。氣敏電阻外形

酒精傳感器

其他可燃性氣體傳感器第二十五頁(yè)，共58頁(yè)。酒精測(cè)試儀呼氣管2023/4/1926第二十六頁(yè)，共58頁(yè)。氣敏電阻的選擇性2023/4/1927第二十七頁(yè)，共58頁(yè)。家庭用煤氣報(bào)警器2023/4/1928第二十八頁(yè)，共58頁(yè)。家庭用液化氣報(bào)警器2023/4/1929第二十九頁(yè)，共58頁(yè)。一氧化碳傳感器2023/4/1930第三十頁(yè)，共58頁(yè)。其他氣體傳感器NH3傳感器煤礦瓦斯報(bào)警器第三十一頁(yè)，共58頁(yè)。

二、二氧化鈦氧濃度傳感器

半導(dǎo)體材料二氧化鈦（TiO2）屬于N型半導(dǎo)體，對(duì)氧氣十分敏感。其電阻值的大小取決于周圍環(huán)境的氧氣濃度。當(dāng)周圍氧氣濃度較大時(shí)，氧原子進(jìn)入二氧化鈦晶格，改變了半導(dǎo)體的電阻率，使其電阻值增大。

用于汽車或燃燒爐排放氣體中的氧濃度傳感器結(jié)構(gòu)圖及測(cè)量轉(zhuǎn)換電路。二氧化鈦氣敏電阻與補(bǔ)償熱敏電阻同處于陶瓷絕緣體的末端。當(dāng)氧氣含量減小時(shí)，RTiO2的阻值減小，Uo增大。與TiO2氣敏電阻串聯(lián)的熱敏電阻Rt

起溫度補(bǔ)償作用。當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，TiO2氣敏電阻的阻值會(huì)逐漸減小，只要Rt也以同樣的比例減小，根據(jù)分壓比定律，Uo不受溫度影響，減小了測(cè)量誤差。第三十二頁(yè)，共58頁(yè)。TiO2氧濃度傳感器結(jié)構(gòu)及測(cè)量轉(zhuǎn)換電路a）結(jié)構(gòu)b）測(cè)量轉(zhuǎn)換電路

1－外殼（接地）2－安裝螺栓3－搭鐵線4－保護(hù)管5—補(bǔ)償電阻6－陶瓷片7－TiO2氧敏電阻8－進(jìn)氣口9－引腳第三十三頁(yè)，共58頁(yè)。氧濃度傳感器外形

可用于汽車尾氣測(cè)量2023/4/1934第三十四頁(yè)，共58頁(yè)。汽車尾氣分析2023/4/1935第三十五頁(yè)，共58頁(yè)。有毒氣體傳感器的使用2023/4/1936第三十六頁(yè)，共58頁(yè)。第四節(jié)濕敏電阻

絕對(duì)濕度：是指大氣中水汽的密度，即每一立方米大氣中所含水汽的質(zhì)量(克數(shù))。

相對(duì)濕度（RH％）：是大氣中實(shí)有水汽壓與當(dāng)時(shí)溫度下飽和水汽壓的百分比，是日常生活中常用來(lái)表示濕度大小的方法。當(dāng)相對(duì)濕度達(dá)100%時(shí)，稱飽和狀態(tài)。

濕敏電阻的原理：水分子極易吸附于固體表面并滲透到固體內(nèi)部，引起半導(dǎo)體的電阻值降低，因此可以利用多孔陶瓷、三氧化二鋁等吸濕材料制作濕敏電阻。

第三十七頁(yè)，共58頁(yè)。濕度傳感器的分類

2023/4/1938第三十八頁(yè)，共58頁(yè)。濕度對(duì)電子元件的影響

當(dāng)環(huán)境的相對(duì)濕度增大時(shí)，物體表面就會(huì)附著一層水膜，并滲入材料內(nèi)部。這不僅降低了絕緣強(qiáng)度，還會(huì)造成漏電、擊穿和短路現(xiàn)象；潮濕還會(huì)加速金屬材料的腐蝕并引起有機(jī)材料的霉?fàn)€。2023/4/1939第三十九頁(yè)，共58頁(yè)。露點(diǎn)

降低溫度會(huì)產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象。露點(diǎn)與農(nóng)作物的生長(zhǎng)有很大關(guān)系，結(jié)露也嚴(yán)重影響電子儀器的正常工作，必須予以注意。

測(cè)量露點(diǎn)的儀器第四十頁(yè)，共58頁(yè)。露點(diǎn)傳感器外形

2023/4/1941第四十一頁(yè)，共58頁(yè)。電子式溫濕度計(jì)2023/4/1942第四十二頁(yè)，共58頁(yè)。機(jī)械式、電子式溫濕度計(jì)對(duì)比2023/4/1943第四十三頁(yè)，共58頁(yè)。陶瓷濕度傳感器特性曲線

陶瓷濕度傳感器特性曲線采用對(duì)數(shù)坐標(biāo)有何意義？其電阻率變化約有多少個(gè)數(shù)量級(jí)？

溫度升高，靈敏度如何變化？第四十四頁(yè)，共58頁(yè)。第五節(jié)磁敏電阻

半導(dǎo)體材料的電阻率隨磁場(chǎng)強(qiáng)度的增強(qiáng)而變大，這種現(xiàn)象稱為磁阻效應(yīng)，利用磁阻效應(yīng)制成的元件稱為磁敏電阻。

a）未受磁場(chǎng)影響時(shí)的電流分布

b）受洛化茲力時(shí)的電流分布c）圖形符號(hào)第四十五頁(yè)，共58頁(yè)。磁敏傳感器外形

2023/4/1946第四十六頁(yè)，共58頁(yè)。二、磁敏電阻的參數(shù)和特性1．磁阻特性

2023/4/1947第四十七頁(yè)，共58頁(yè)。第五節(jié)磁敏電阻

2．溫度補(bǔ)償

2023/4/1948第四十八頁(yè)，共58頁(yè)。三、磁敏電阻的應(yīng)用

1．?dāng)?shù)字高斯計(jì)2023/4/1949第四十九頁(yè)，共58頁(yè)。2．磁阻IC用于轉(zhuǎn)速測(cè)量n＝60(f/z)2023/4/1950第五十頁(yè)，共58頁(yè)。磁阻IC用于轉(zhuǎn)速測(cè)量磁力線集中磁力線分散2023/4/1951第五十一頁(yè)，共58頁(yè)。磁敏電阻的應(yīng)用

磁敏電阻可用于測(cè)量地球磁場(chǎng)的方向及強(qiáng)度的變化。

指南針只能指示地球磁場(chǎng)的方向。2023/4/1952第五十二頁(yè)，共58頁(yè)。磁阻式電子羅盤2023/4/1953第五十三頁(yè)，共58頁(yè)。磁敏電阻IC及其應(yīng)用線性磁阻位置傳感器2023/4/1954第五十四頁(yè)，共58頁(yè)。磁敏電阻的應(yīng)用

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