溫度傳感器應(yīng)用舉例

溫度傳感器1溫度測量概述2

接觸測量下溫傳的類型及應(yīng)用3非接觸測量下溫傳的類型及應(yīng)用5小結(jié)第1頁，共24頁。

溫度傳感器是實(shí)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。在工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化流程中，溫度測量點(diǎn)要占全部測量點(diǎn)的一半左右。溫度是反映物體冷熱狀態(tài)的物理參數(shù)。第2頁，共24頁。溫度標(biāo)志著物質(zhì)內(nèi)部大量分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的劇烈程度。溫度越高，表示物體內(nèi)部分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈。

模擬圖：在一個(gè)密閉的空間里，氣體分子在高溫時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度比低溫時(shí)快！低溫高溫第3頁，共24頁。第4頁，共24頁。熱膨脹式溫度傳感器不需要電源，耐用；但感溫部件體積較大。

氣體的體積與熱力學(xué)溫度成正比第5頁，共24頁。第6頁，共24頁。

熱電偶溫度傳感器

熱電偶的結(jié)構(gòu)用鎳鉻—鎳硅熱電偶測爐溫時(shí)，其冷端溫度＝30℃，在直流電位計(jì)上測得的熱電勢＝30.839mV，求爐溫。解：查鎳鉻—鎳硅熱電偶分度表（30℃，0℃）=1.203mVEAB(T,0℃)=E(T,30℃)+EAB(30℃,0℃)=30.839+1.203=32.042(mV)再查分度表得T=770℃。第7頁，共24頁。第8頁，共24頁。熱電阻式溫度傳感器

當(dāng)cpu溫度急劇上升時(shí)，表面封裝式熱敏電阻阻值急劇減小，減小到一定值時(shí)，使三極管導(dǎo)通，觸發(fā)繼電器動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)過熱保護(hù)作用。

PC的主板對溫度是非常敏感的，主板又是非常接近發(fā)熱的電源電阻，不斷提高的cpu主頻，不僅提高了cpu的速度也使得它的工作溫度提高，在這種場合下，表面封裝式熱敏電阻既可以快速響應(yīng)，又可以過熱保護(hù)。第9頁，共24頁。

鐵氧體溫度傳感器鐵氧體溫度傳感器已在家用電飯鍋中普遍應(yīng)用。在電飯鍋的電加熱器中央有熱敏鐵氧體，其鍋里溫度設(shè)計(jì)成103℃，當(dāng)鍋內(nèi)水分熬干，溫度升高到103℃時(shí)，熱敏鐵氧體突然喪失鐵磁性，其下的磁鐵及杠桿在重力作用下降落，將電接點(diǎn)壓開，結(jié)束煮飯階段。至于此后的保溫過程，則是靠雙金屬片溫度開關(guān)間歇地接通電源而實(shí)現(xiàn)的。電飯鍋中的鐵氧體溫度傳感器原理圖第10頁，共24頁。第11頁，共24頁。

示溫涂料（變色涂料）裝滿熱水后圖案變得清晰可辨示溫材料傳感器第12頁，共24頁。第13頁，共24頁。紅外溫度計(jì)紅外探測器最核心的部分是一個(gè)透鏡，紅外線能量由透鏡匯聚到檢測器上，再由檢測器轉(zhuǎn)化成電信號，經(jīng)環(huán)境溫度偏差補(bǔ)償后最終以溫度單位顯示出來，這種測量適于一定距離的溫度測量，而無需接觸受熱對象。第14頁，共24頁。第15頁，共24頁。集成溫度傳感器集成溫度傳感器可分為模擬式、邏輯輸出和數(shù)字式三大類。其中模擬式又分為電壓型和電流型兩種。集成溫度傳感器是利用晶體管PN結(jié)的伏安特性與溫度的關(guān)系制成的一種固態(tài)傳感器。它是把PN結(jié)及其輔助電路集成在同一個(gè)芯片上，完成溫度測量及信號輸出功能的專用IC，突出優(yōu)點(diǎn)是有理想的線性輸出，體積小。由于PN結(jié)受耐熱性能和特性范圍的限制，集成溫度傳感器只能用來測150℃以下的溫度。AD590(電流型)LM35(電壓型)第16頁，共24頁。性能特點(diǎn)獨(dú)特的一線接口，只需要一條口線通信多點(diǎn)能力，簡化了分布式溫度傳感應(yīng)用無需外部元件可用數(shù)據(jù)總線供電，電壓范圍為3.0V至5.5V無需備用電源測量溫度范圍為-55°C至+125℃。華氏相當(dāng)于是-67°F到257華氏度-10°C至+85°C范圍內(nèi)精度為±0.5°C通過并聯(lián)可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)功能；無需外部器件供電電壓范圍為3.0~5.5V；零待機(jī)功耗溫度以9或12位數(shù)字量讀出用戶可定義非易失性溫度報(bào)警設(shè)置報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過程序限定溫度的器件負(fù)電壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)燒毀集成數(shù)字式溫度傳感器——DS18B20第17頁，共24頁。18SRTP設(shè)計(jì)題目：基于DS18B20智能測溫系統(tǒng)第18頁，共24頁。

DS1820

測溫原理圖

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內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖集成數(shù)字溫度傳感器——DS18B20第19頁，共24頁。接觸式測溫溫度敏感元件與被測對象接觸，經(jīng)過換熱后兩者溫度相等。常用的接觸式測溫儀表： (1)膨脹式溫度計(jì)。 (2)熱電阻溫度計(jì)。 (3)熱電偶溫度計(jì)。 (4)其他原理的溫度計(jì)。小結(jié)第20頁，共24頁。接觸式溫度計(jì)特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：直觀、可靠，測量儀表也比較簡單。

缺點(diǎn)：由于敏感元件必須與被測對象接觸，在接觸過程中就可能破壞被測對象的溫度場分布，從而造成測量誤差。有的測溫元件不能和被測對象充分接觸，不能達(dá)到充分的熱平衡，使測溫元件和被測對象溫度不一致，也會(huì)帶來誤差。在接觸過程中，介質(zhì)腐蝕性，高溫對測溫元件的影響，影響測溫元件的可靠性和工作壽命。

第21頁，共24頁。非接觸測溫

溫度敏感元件不與被測對象接觸，而是通過輻射能量進(jìn)行熱交換，由輻射能的大小來推算被測物體的溫度。

常用的非接觸式測溫儀表： (1)輻射式溫度計(jì)：基于普朗克定理 光電高溫計(jì)，輻射溫度計(jì)，比色溫度計(jì)。 (2)光纖式溫度計(jì)：光纖的溫度特性、傳光介質(zhì)。 光纖溫度傳感器，光纖輻射溫度計(jì)。優(yōu)點(diǎn)：不與被測物體接觸，不破壞原有的溫度場，在