热电偶温度传感器制作材料须()
以热电偶温度传感器制作材料须
热电偶温度传感器是一种常见的温度测量装置，广泛应用于工业控制和实验室测试中。其制作材料的选择对于传感器的性能和稳定性至关重要。在制作热电偶温度传感器时，需要使用特定的材料才能确保传感器的准确性和可靠性。
热电偶温度传感器的核心材料是热电偶电极。传统的热电偶电极由两种不同材料的金属线组成，常见的组合有铜/常规电阻合金和铁/常规电阻合金。这些金属线的选材需要考虑其热电特性、化学稳定性和机械强度。常规电阻合金具有良好的线性热电特性和较高的化学稳定性，适合用于制作热电偶温度传感器。
除了电极材料，热电偶温度传感器的绝缘材料也非常重要。绝缘材料主要用于保护电极，防止电极短路和外界环境干扰。常见的绝缘材料有石墨、陶瓷和石英等。石墨具有良好的导电性和热导性，能够提高传感器的响应速度和准确性。陶瓷具有优异的耐高温性能和机械强度，适合用于高温环境下的传感器制作。石英具有良好的化学稳定性和抗腐蚀性能，适合用于恶劣环境下的传感器制作。
热电偶温度传感器的外壳材料也需要特别选择。外壳材料主要用于保护传感器内部结构，防止机械损坏和外界环境的干扰。常见的外壳材料有不锈钢、铝合金和塑料等。不锈钢具有良好的耐腐蚀性和
机械强度，适合用于工业环境中的传感器制作。铝合金具有较低的密度和良好的导热性，适合用于轻型传感器制作。塑料具有良好的绝缘性能和适应性，适合用于特殊环境或便携式传感器制作。
热电偶温度传感器的制作材料必须经过精心选择，以确保传感器的准确性、稳定性和可靠性。热电偶电极、绝缘材料和外壳材料的选取要根据具体的应用环境和要求进行合理搭配，以满足不同场景下的温度测量需求。只有选择合适的材料并进行精细制作，才能制造出性能优越的热电偶温度传感器。
RTD温度计工作原理 敏感元件与被测对象互不接触，又称非接触式测温仪表。这种仪表可用来测量运动物体、小目标和热容量小或温度变化迅速（瞬变）对象的表面温度，也可用于测量温度场的温度分布。常用的非接触式测温仪表基于黑体辐射的基本定律，称为辐射测温仪表。 非接触测温优点：测量上限不受感温元件耐温程度的限制，因而对可测温度原则上没有限制。对于1800℃以上的高温，主要采用非接触测温方法。随着红外技术的发展，辐射测温逐渐由可见光向红外线扩展，700℃以下直至常温都已采用，且分辨率很高。 RTD温度计工作原理金属膨胀原理设计的传感器 金属在环境温度变化后会产生一个相应的延伸，因此传感器可以以不同方式对这种反应进行信号转换。 双金属片式传感器 双金属片由两片不同膨胀系数的金属贴在一起而组成，随着温度变化，材料A比另外一种金属膨胀程度要高，引起金属片弯曲。弯曲的曲率可以转换成一个输出信号。 双金属杆和金属管传感器 随着温度升高，金属管（材料A）长度增加，而不膨胀钢杆（金属B）的长度并不增加，这样由于位置的改变，金属管的线性膨胀就可以进行传递。反过来，这种线性膨胀可以转换成一个输出信号。 液体和气体的变形曲线设计的传感器 在温度变化时，液体和气体同样会相应产生体积的变化。 多种类型的结构可以把这种膨胀的变化转换成位置的变化，这样产生位置的变化输出（电位计、感应偏差、挡流板等等）。 电阻传感 金属随着温度变化，其电阻值也发生变化。 对于不同金属来说，温度每变化一度，电阻值变化是不同的，而电阻值又可以直接作为输出信号。 电阻共有两种变化类型
正温度系数 温度升高 = 阻值增加 温度降低 = 阻值减少 负温度系数 温度升高 = 阻值减少 温度降低 = 阻值增加 热电偶传感热电偶由两个不同材料的金属线组成，在末端焊接在一起。再测出不加热部位的环境温度，就可以准确知道加热点的温度。由于它必须有两种不同材质的导体，所以称之为热电偶。不同材质做出的热电偶使用于不同的温度范围，它们的灵敏度也各不相同。热电偶的灵敏度是指加热点温度变化1℃时，输出电位差的变化量。对于大多数金属材料支撑的热电偶而言，这个数值大约在5～40微伏/℃之间。 由于热电偶温度传感器的灵敏度与材料的粗细无关，用非常细的材料也能够做成温度传感器。也由于制作热电偶的金属材料具有很好的延展性，这种细微的测温元件有极高的响应速度，可以测量快速变化的过程。
温度传感器敏感材料 温度是国际单位七个基本物理量之一。温度测量在物理学中占有重要地位，在国民经济、国防建设和科学研究以至人们生活中也十分重要.因而得到广泛应用。贵金属，特别是铂及其合金具有优良的抗氧化性能。热电势高且与温度的单值函数关系好，热电特性稳定，具有大的电阻温度系数，电阻与温度的关系接近线性，是特别重要的温度测量材料和温度敏感材料，已广泛用于对温度的精确测量并用作沮度基准和高温定点。 贵金属测温材料主要有两大类:热电偶材料和铂电阻温度计材料。 ①贵金属热电偶材料 1821年Z'. J. Seeback发现热电效应，即将A和B两种不同的金属线连成回路，其两端温度保持不同，则电路中产生电流，存在由温差引起电动势的现象。这一效应被称为Seeback效应或Seeback温差效应.是热电偶测温的基本原理.闭合电路中存在热电动势VAB = W.AR〃OT，式中.OT为沮差;W"a=(WA--W,)为Seeback系数(W‘和W。为金属A和B的绝对热电动势率》。W。决定了热电偶侧沮材料的基本性能.作为热电偶测温材料，要求有尽可能大的WM,即选用W‘和W。相差较大的材料作两极，并要求w胡和温度丁的关系尽可能呈线性。且保持稳定. 贵金属铂的绝对热电势率为负值，与温度呈线性关系。Pt-Rh合金具有高而稳定的热电势.且热电势与沮度呈线性关系，因此，纯铂与Pt-Rh合金可配对制作热电偶，且对铂热电势随佬含量增加而增加。继1885年第一支Pt-lORh/Pt 热电偶制作成功后，对贵金属热电偶材料的研究发展很快，贵金属成为重要的高温热电偶测沮材料.常用的铂基合金热电偶材料及性能如表 6.5所列.贵金属高沮热电偶广泛用于炼钢工业、玻璃工业、化学工业以及金属材料和非金属材料加工等过程温度测量。对炼钢工业来说，Pt-PtRh热电偶不仅用于测量钢液温度，而且根据钢液温度与碳含量的关系可测定钢液含碳量，其作用十分重要.Pt-PtlORh热电偶还用作温度基准。 由于低温工程技术的发展，低温的精确侧量也十分重要。一般金属和合金的热电性能都随温度降低而变差，在常温下具有很高热电势的热电偶在低温或超低温下由于灵敏度迅速降低而不能使用。而含贵金属的NiCr-AuFe和Rh-RhFe是常用的低温热电偶材料。
第8章热电式传感器 一、单项选择题 1、热电偶的基本组成部分是（）。 A. 热电极 B. 保护管 C. 绝缘管 D. 接线盒 2、在实际应用中，用作热电极的材料一般应具备的条件不包括（）。 A. 物理化学性能稳定 B. 温度测量范围广 C. 电阻温度系数要大 D. 材料的机械强度要高 3、为了减小热电偶测温时的测量误差，需要进行的温度补偿方法不包括（）。 A. 补偿导线法 B. 电桥补偿法 C. 冷端恒温法 D. 差动放大法 4、用热电阻测温时，热电阻在电桥中采用三线制接法的目的是（）。 A．接线方便 B. 减小引线电阻变化产生的测量误差 C. 减小桥路中其它电阻对热电阻的影响 D. 减小桥路中电源对热电阻的影响 5、目前，我国生产的铂热电阻，其初始电阻值有（）。 A．30Ω B．50Ω C．100Ω D．40Ω 6、我国生产的铜热电阻，其初始电阻R0为（）。 A．50ΩB．100Ω C．10ΩD．40Ω 7、目前我国使用的铂热电阻的测量范围是（） A．－200～850℃ B．－50～850℃ C．－200～150℃ D．－200～650℃ 8、我国目前使用的铜热电阻，其测量范围是（）。 A．－200～150℃ B．0～150℃ C．－50～150℃ D．－50～650℃ 9、热电偶测量温度时（） A. 需加正向电压 B. 需加反向电压 C. 加正向、反向电压都可以 D. 不需加电压 10、热敏电阻测温的原理是根据它们的( )。 A．伏安特性 B．热电特性 C．标称电阻值 D．测量功率
11、热电偶中热电势包括（） A．感应电势 B．补偿电势 C．接触电势 D．切割电势 12、用热电阻传感器测温时，经常使用的配用测量电路是（）。 A．交流电桥 B．差动电桥 C．直流电桥 D. 以上几种均可 13、一个热电偶产生的热电势为E0，当打开其冷端串接与两热电极材料不同的第三根金属导体时，若保证已打开的冷端两点的温度与未打开时相同，则回路中热电势（）。 A．增加 B．减小 C．增加或减小不能确定 D．不变 14、热电偶中产生热电势的条件有（）。 A．两热电极材料相同 B．两热电板材料不同 C．两热电极的几何尺寸不同 D．两热电极的两端点温度相同 15、利用热电偶测温时，只有在（）条件下才能进行。 A．分别保持热电偶两端温度恒定 B．保持热电偶两端温差恒定 C．保持热电偶冷端温度恒定 D．保持热电偶热端温度恒定 16、通常用热电阻测量（）。 A．电阻 B．扭矩 C．温度 D．流量 17、实用热电偶的热电极材料中，用的较多的是（）。 A．纯金属 B．非金属 C．半导体 D．合金 18、工程（工业）中，热电偶冷端处理方法不包括（）。 A．热电势修正法 B．温度修正法 C．0℃恒温法 D．补偿导线法 19、下列关于热电偶传感器的说法中，（）是错误的。 A.热电偶必须由两种不同性质的均质材料构成 B.计算热电偶的热电势时，可以不考虑接触电势 C.在工业标准中，热电偶参考端温度规定为0℃ D.接入第三导体时，只要其两端温度相同，对总热电势没有影响 20、在实际的热电偶测温应用中，引用测量仪表而不影响测量结果是利用了热电偶的哪个基本定律（）。 A. 中间导体定律 B. 中间温度定律 C. 标准电极定律 D. 均质导体定律 21、热电偶温度计采用补偿导线的目的是为了（） A．节省热电偶的长度 B. 避免使用冷端补偿
热电偶温度传感器制作材料须() 以热电偶温度传感器制作材料须 热电偶温度传感器是一种常见的温度测量装置，广泛应用于工业控制和实验室测试中。其制作材料的选择对于传感器的性能和稳定性至关重要。在制作热电偶温度传感器时，需要使用特定的材料才能确保传感器的准确性和可靠性。 热电偶温度传感器的核心材料是热电偶电极。传统的热电偶电极由两种不同材料的金属线组成，常见的组合有铜/常规电阻合金和铁/常规电阻合金。这些金属线的选材需要考虑其热电特性、化学稳定性和机械强度。常规电阻合金具有良好的线性热电特性和较高的化学稳定性，适合用于制作热电偶温度传感器。 除了电极材料，热电偶温度传感器的绝缘材料也非常重要。绝缘材料主要用于保护电极，防止电极短路和外界环境干扰。常见的绝缘材料有石墨、陶瓷和石英等。石墨具有良好的导电性和热导性，能够提高传感器的响应速度和准确性。陶瓷具有优异的耐高温性能和机械强度，适合用于高温环境下的传感器制作。石英具有良好的化学稳定性和抗腐蚀性能，适合用于恶劣环境下的传感器制作。 热电偶温度传感器的外壳材料也需要特别选择。外壳材料主要用于保护传感器内部结构，防止机械损坏和外界环境的干扰。常见的外壳材料有不锈钢、铝合金和塑料等。不锈钢具有良好的耐腐蚀性和
机械强度，适合用于工业环境中的传感器制作。铝合金具有较低的密度和良好的导热性，适合用于轻型传感器制作。塑料具有良好的绝缘性能和适应性，适合用于特殊环境或便携式传感器制作。 热电偶温度传感器的制作材料必须经过精心选择，以确保传感器的准确性、稳定性和可靠性。热电偶电极、绝缘材料和外壳材料的选取要根据具体的应用环境和要求进行合理搭配，以满足不同场景下的温度测量需求。只有选择合适的材料并进行精细制作，才能制造出性能优越的热电偶温度传感器。
图6-1 工业用铂热电阻体的结构 图6-2 铜热电阻体结构
图6-5 热电偶回路 常用的热电偶由两根不同的导线组成，它们的一端焊接在一起，为工作端 ，测温时将它置于温度场中；不连接的两个称为自由端（或称为冷端）T0 的导线相连接。当热端与冷端有温差时检测仪表便能测出被测温度。 根据金属的热电效应，任意两种不同的金属导体都可以作为热电偶回路的电极，但在实 10306。 6-6 热电偶的结构
图6-7 普通热电偶安装形式 ）铠装热电偶 铠装热电偶又称为缆式热电偶，是由热电极、绝缘材料（通常为电熔氧化镁）和金属保护管三者经拉伸结合而成的。铠装热电偶有单支（双芯）和双支（四芯）之分，其检测端有碰底型、不碰底型、露头型和帽型等几种形式，如图6-8所示。 图6-8 铠装热电偶检测端的结构形式 薄膜热电偶是用真空蒸镀的方法，把两种热电极材料分别沉积在绝缘基片上形成的一种快速感温元件。采用蒸镀工艺，热电偶可以做得很薄，图6-9薄膜热电偶结构尺寸可做得很小。它的特点是热容量小，响应速度快，特别适用于检测瞬变的表面温度和微小面积上的温
图6-9 薄膜热电偶结构热电偶冷端的温度补偿 将热电偶的冷端置于装有冰水混合物的恒温器内，使冷端温度保持
图6-11 热释电红外传感器的结构及内部电路 3.量子型红外传感器 PbS 红外光敏元件的结构如图6-12所示。其主要是由PbS 光敏元件、电极、玻璃基极、引脚等组成。先在玻璃基极上制成金电极，然后蒸镀PbS薄膜，再引出电极线。为了防止 光敏元件被氧化，将PbS 光敏元件封入真空容器中，并用玻璃或蓝宝石做光窗口。当光照射PbS 光敏元件上时，电极两端产生光生电动势，此电动势的大小与光照强度成比例。 6-12 PbS 红外光敏元件的结构 6-13 所示。其由光学系统、调制器、红外传感器、放大器、显示器等部分组成。光学系统是采用透射式的，是根据红外波长的范围而选择的光学材料制成的。调制器是由调制盘、微电机等组成。 图6-13 红外测温仪的结构原理 通过红外测温仪，可以知道物体表面的平均温度，但要了解物体的温度分部情况，探测物体内部的结构等情况，就需要把物体的温度分布以图像的形式直观地显示出来，即红外成像。目前，主要采用了红外变像管、红外摄像管、集成红外电荷耦合器件三种成像器件，显
第七章热电式传感器 第一节热电偶 热电式传感器是一种利用敏感元件的电磁参数随温度变化而变化的特性来测量温度的装置。在各种热电式传感器中，把温度量转换为电势和电阻的方法最为普遍。其中将温度转换为电势的热电式传感器叫热电偶温度传感器，将温度转换为电阻值的热电式传感器叫电阻式温度传感器。金属热电式传感器简称热电阻，半导体式传感器简称热敏电阻。热电式传感器目前在工业生产中得到了广泛的应用，并且可以选用定型的显示仪表和记录仪来进行显示和记录。在计算机控制系统中，热电式传感器的输出信号可直接进入I/O卡，进行信号的预处理、显示和控制。 热电偶由于性能稳定、结构简单、制造方便、测温范围宽、热惯性小、准确度高、输出信号便于远传的特点，在工业和科研领域中得到广泛应用。常用的热电偶，低温可测到-50℃，高温可达到+1600℃。若配用特殊材料，其温度范围可达到-150℃～2000℃。如图7-1所示，热电偶温度传感器将被测温度转换成毫伏级热电势，通过连接导线与显示表构成温度检测系统，从而实现温度的显示、记录和调节。 图7-1热电偶测温示意图 一热电偶的基本原理 1 热电效应 1821年，德国物理学家赛贝克（T⋅J⋅Seebeck）用两种不同金属组成闭合回路，并用酒精灯加热其中一个接触点（称为结点），发现放在回路中的电流表指针发生偏转。如果用两盏酒精灯对两个结点同时加热，指针的偏转角反而减小。显然，指针的偏转说明回路中有电动势产生并有电流在回路中流动，电流的强弱与两个结点的温差有关。
据此，赛贝克发现和证明了将两种不同性质的导体A 、B 组成闭合回路，如图7-2所示。若节点(1)、(2)处于不同的温度(T≠T 0)时，两者之间将产生一热电势，在回路中形成一定大小的电流，这种现象称为热电效应。两种不同材料的导体所组成的回路称为“热电偶”，组成热电偶的导体称为“热电极”，热电偶所产生的电动势称为热电势。热电偶的两个结点中，置于温度为T 的被测对象中的结点称之为测量端，又称为工作端或热端；而置于参考温度为T 0的另一结点称之为参考端，又称自由端或冷端。其电势由接触电势(珀尔帖电势)和温差电势(汤姆逊电势)两部分组成。 图7-2 热电效应示意图 （1）接触电势 当两种金属接触在一起时，由于不同导体的自由电子密度不同，在结点处就会发生电子迁移扩散。失去自由电子的金属呈正电位，得到自由电子的金属呈负电位。当扩散达到平衡时，在两种金属的接触处形成电势，称为接触电势。其大小除与两种金属的性质有关外，还与结点温度有关。在温度为T 时的接触电势： B A AB N N e kT T E ln )(= (7-1) 式中，E AB （T ）——A 、B 两种金属在温度T 时的接触电势；k ——波尔兹曼常数，k=1.38×10-23(J/K)； e ——电子电荷，e=1.6×10-19(C)；N A 、N B ——金属A 、B 的自由电子密度；T ——结点处的绝对温度。 （2）温差电势 热电回路各电势示意图如图7-3所示。对于单一金属，如果两端的温度不同，则温度高端的自由电子向低端迁移，使单一金属两端产生不同的电位，形成电势，称为温差电势。其大小与金属材料的性质和两端的温差有关，可表示为： ()⎰=T T A A dT T T E 00,σ (7-2) 式中 ()0,T T E A ——金属A 两端温度分别为T 与0T 时的温差电势；A σ——温差系数；T 、0T ——高、低温端的绝对温度。
热电偶温度传感器原理 热电偶温度传感器是一种常见的温度测量装置，其工作原理基于热电效应。热电效应是指当两种不同金属的接触点处于不同温度时，会产生电动势。利用这一原理，热电偶温度传感器可以测量被测物体的温度。 热电偶温度传感器由两根不同金属的导线组成，一般常用的金属有铜和铠，这两种金属具有较大的热电效应。两根导线的一端通过焊接或者紧固连接在一起，形成一个热电偶的测量点。另一端则与温度显示仪器连接，用于读取并显示温度数值。 当热电偶的测量端与被测物体接触时，由于两种金属的热电效应不同，两端之间就会产生一个微小的电势差。这个电势差与被测物体的温度成正比，即温度升高，电势差增大；温度降低，电势差减小。通过测量这个电势差，可以确定被测物体的温度。 热电偶温度传感器的测量精度主要取决于两个方面：一是热电偶的材料选择，二是温度显示仪器的精度。热电偶的材料选择需要满足被测物体的温度范围，并且具有较大的热电效应。常用的热电偶材料有K型、J型、T型等，它们适用于不同的温度范围。 在实际应用中，为了提高测量精度，常常采取一些校准和补偿方法。热电偶温度传感器在测量前需要进行零点校准和线性校准，以消除
传感器本身的误差。同时，由于热电偶的输出信号受到环境温度的影响，还需要进行冷端补偿，以提高测量精度。 热电偶温度传感器具有许多优点，首先是其响应速度快，可以实时测量温度变化。其次，热电偶温度传感器结构简单，成本较低，可靠性高。此外，热电偶温度传感器的温度范围广，可测量的温度范围一般在-200℃到+2000℃之间。 然而，热电偶温度传感器也存在一些限制和注意事项。首先，热电偶温度传感器的输出信号较小，需要进行放大和滤波处理。其次，热电偶温度传感器对外部电磁干扰较为敏感，需要采取屏蔽措施。此外，在测量过程中需要注意测量点与被测物体之间的热接触，以确保温度测量的准确性。 热电偶温度传感器是一种常用的温度测量装置，其工作原理基于热电效应。通过测量两种不同金属的导线之间的电势差，可以确定被测物体的温度。热电偶温度传感器具有响应速度快、结构简单、成本低、可靠性高等优点，广泛应用于工业生产和科学研究中。但在实际应用中需要注意校准、补偿和防护等问题，以提高测量精度和可靠性。
热电偶温度传感器及发展趋向分析 热电偶温度传感器是一种测量温度的传感器，利用热电效应原理来实现温度测量。它 由两种不同金属导线组成，这两种金属导线的接触点形成了一个热电偶焊点，当这个焊点 受热时，两种金属导线之间会产生电势差，通过测量这个电势差就可以确定温度。 热电偶温度传感器具有以下优点：广泛测量范围、响应速度快、结构简单、成本低廉、可靠性高等。它可以用于各种温度测量场合，例如工业生产过程控制、科学实验、电力设 备监控等。 热电偶温度传感器也存在一些局限性，例如精度不高、线性度差、抗干扰能力弱等。 这些问题限制了它在某些需要高精度温度测量的应用领域中的应用。 为了提高热电偶温度传感器的性能，现在出现了一些新的发展趋向。 针对精度不高的问题，研究人员正在探索新的热电材料。传统的热电偶素材一般选用 的是铂-铑合金、铂-钯合金等，这些材料在高温环境下具有较好的稳定性，但精度有限。 通过研究新的热电材料，如新型金属合金、半导体材料等，可以提高热电偶的温度测量精度。 针对线性度差的问题，研究人员提出了一些校正算法。通过对热电偶输出信号进行线 性校正，可以提高其线性度，提高温度测量的准确性。 还有一些研究方向致力于提高热电偶的抗干扰能力。热电偶在实际使用中容易受到外 界电磁干扰的影响，影响温度测量的准确性。为了解决这个问题，研究人员提出了一些抗 干扰策略，如屏蔽技术、信号处理算法等，可以有效降低外界干扰对温度测量的影响。 随着信息技术的发展，热电偶温度传感器也与其他技术结合，如无线通信技术、物联 网技术等。这些技术的应用可以实现热电偶温度传感器的远程监控、数据传输等功能，提 高了其应用的便利性和灵活性。 热电偶温度传感器在精度、线性度、抗干扰等方面还存在一些问题，但通过研究新的 热电材料、校正算法、抗干扰策略等，可以有效提高其性能。结合信息技术的发展，可以 进一步扩大热电偶温度传感器的应用范围，提高其应用的便利性。
温度传感器的工作原理 温度是一个基本的物理量，自然界中的一切过程无不与温度密切相关。温度传感器是最早开发，应用最广的一类传感器。温度传感器的市场份额大大超过了其他的传感器。从17世纪初人们开始利用温度进行测量。在半导体技术的支持下，本世纪相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。与之相应，根据波与物质的相互作用规律，相继开发了声学温度传感器、红外传感器和微波传感器。 两种不同材质的导体，如在某点互相连接在一起，对这个连接点加热，在它们不加热的部位就会出现电位差。这个电位差的数值与不加热部位测量点的温度有关，和这两种导体的材质有关。这种现象可以在很宽的温度范围内出现，如果测量这个电位差，再测出不加热部位的环境温度，就可以准确知道加热点的温度。由于它必须有两种不同材质的导体，所以称之为热电偶。不同材质做出的热电偶使用于不同的温度范围，它们的灵敏度也各不相同。热电偶的灵敏度是指加热点温度变化1℃时，输出电位差的变化量。对于大多数金属材料支撑的热电偶而言，这个数值大约在5～40微伏/℃之间。 热电偶传感器有自己的优点和缺陷，它灵敏度比较低，容易受到环境干扰信号的影响，也容易受到前置放大器温度漂移的影响，因此不适合测量微小的温度变化。由于热电偶温度传感器的灵敏度与材料的粗细无关，用非常细的材料也能够做成温度传感器。也由于制作热电偶的金属材料具有很好的延展性，这种细微的测温元件有极高的响应速度，可以测量快速变化的过程。 温度传感器是五花八门的各种传感器中最为常用的一种，现代的温度传感器外形非常得小，这样更加让它广泛应用在生产实践的各个领域中，也为我们的生活提供了无数的便利和功能。 温度传感器有四种主要类型：热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器（RTD）和IC温度传感器。IC温度传感器又包括模拟输出和数字输出两种类型。 接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触，又称温度计。 温度计通过传导或对流达到热平衡，从而使温度计的示值能直接表示被测对象的温度。一般测量精度较高。在一定的测温范围内，温度计也可测量物体内部的温度分布。但对于运动体、小目标或热容量很小的对象则会产生较大的测量误差，常用的温度计有双金属温度计、玻璃液体温度计、压力式温度计、电阻温度计、热敏电阻和温差电偶等。它们广泛应用于工业、农业、商业等部门。在日常生活中人们也常常使用这些温度计。随着低温技术在国防工程、空间技术、冶金、电子、食品、医药和石油化工等部门的广泛应用和超导技术的研究，测量120K以下温度的低温温度计得到了发展，如低温气体温度计、蒸汽压温度计、声学温度计、顺磁盐温度计、量子温度计、低温热电阻和低温温差电偶等。低温温度计要求感温元
热电偶 双线圈电磁阀、防污染电磁阀、防积炭热电偶及热电偶的运输、包装、安装要求和注意事项及热电偶的工作原理，与离子感应的优劣。 一．热电偶原理： 热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在Seebeck电动势——热电动势，这就是所谓的塞贝克效应。两种不同成份的均质导体为热电极，温度较高的一端为工作端，温度较低的一端为自由端，自由端通常处于某个恒定的温度下。根据热电动势与温度的函数关系, 制成热电偶分度表；分度表是自由端温度在0℃时的条件下得到的，不同的热电偶具有不同的分度读表。在热电偶回路中接入第三种金属材料时, 只要该材料两个接点的温度相同, 热电偶所产生的热电势将保持不变，即不受第三种金属接入回路中的影响。因此, 在热电偶测温时, 可接入测量仪表, 测得热电动势后, 即可知道被测介质的温度。 二．热电偶工作原理： 两种不同成份的导体（称为热电偶丝材或热电极）两端接合成回路，当接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的，其中，直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（也称为测量端），另一端叫做冷端（也称为补偿端）；冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。热电偶实际上是一种能量转换器，它将热能转换为电能，用所产生的热电势测量温度，对于热电偶的热电势，应注意如下几个问题： 1：热电偶的热电势是热电偶两端温度函数的差，而不是热电偶两端温度差的函数； 2 ：热电偶所产生的热电势的大小，当热电偶的材料是均匀时，与热电偶的长度和直径无关，只与热电 偶材料的成份和两端的温差有关。 3：当热电偶的两个热电偶丝材料成份确定后，热电偶热电势的大小，只与热电偶的温度差有关；若热电偶冷端的温度保持一定，这进热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。 三．常用的热电偶材料： 1、电磁阀的设计与使用要点
温度传感器基本原理 温度传感器是一种用于测量物体温度的设备，它可以将温度转化为电 信号输出，常用于工业自动化、医疗设备、家用电器等领域。温度传 感器的基本原理是利用物质的热学性质，将温度转化为电信号输出。 温度传感器的工作原理主要有以下几种： 1. 热电效应原理 热电效应是指在两种不同金属接触处，当两端温度不同时，会产生电 势差。利用这种原理，可以制作出热电偶温度传感器。热电偶由两种 不同金属组成，当两端温度不同时，会产生电势差，通过测量电势差 的大小，可以计算出温度。 2. 热敏电阻原理 热敏电阻是指在温度变化时，电阻值会发生变化。利用这种原理，可 以制作出热敏电阻温度传感器。热敏电阻材料有很多种，常用的有铂、镍、铜等。当温度变化时，电阻值会发生变化，通过测量电阻值的大小，可以计算出温度。
3. 热电导原理 热电导是指在物质中，当温度不均匀时，会产生热电动势。利用这种原理，可以制作出热电导温度传感器。热电导材料有很多种，常用的有铜、铁、铜镍合金等。当温度不均匀时，会产生热电动势，通过测量热电动势的大小，可以计算出温度。 4. 红外线原理 红外线是指波长在0.76~1000微米之间的电磁波，它可以穿透大气，被物体吸收后，会使物体温度升高。利用这种原理，可以制作出红外线温度传感器。红外线温度传感器可以通过测量物体发出的红外线的强度，来计算出物体的温度。 总之，温度传感器的基本原理是利用物质的热学性质，将温度转化为电信号输出。不同的温度传感器采用的原理不同，但都可以准确地测量物体的温度。在实际应用中，需要根据不同的场合选择合适的温度传感器，以保证测量的准确性和稳定性。
传感器技术论文范文 传感器(英文名称：transducer/sensor)是直接作用于被测量、并能按一定规律将其转化为同种或别种量值输出的器件。这是店铺为大家整理的传感器技术论文范文，仅供参考! 传感器技术论文范文篇一 传感器及其概述 摘要 传感器(英文名称：transducer/sensor)是直接作用于被测量、并能按一定规律将其转化为同种或别种量值输出的器件。目前，传感器转换后的信号大多是电信号，因而从狭义上讲，传感器是把外界输入的非电信号转换为电信号的装置。 【关键词】传感器种类新型 1 前言 传感器是测试系统的一部分，其作用类似于人类的感觉器官，也可以认为是人类感官的延伸。人们借助传感器可以去探测那些人们无法用或不便用感官直接感知的事物，如用热电偶可以测量炽热物体的温度;用超声波换能器可以测海水深度;用红外遥感器可从高空探测地面形貌、河流状态及植被的分布等。因此，可以说传感器是人们认识自然界事物的有力工具，是测量仪器与被测量物体之间的接口。通常情况下，传感器处于测试装置的输入端，是测试系统的第一个环节，其性能直接影响着整个测试系统，对测试精度有很大影响。 2 传感器的分类 按被测物理量的不同，可以分为位移、力、温度、流量传感器等;按工作的基础不同，可以分为机械式传感器、电气式传感器、光学式传感器、流体式传感器等;按信号变换特征可以分为物性型传感器和结构型传感器;根据敏感元件与被测对象直接的能量关系，可以分为能量转换型传感器与能量控制型传感器。 3 常见传感器介绍 3.1 电阻应变式传感器
电阻应变式传感器又叫电阻应变计，其敏感元件是电阻应变。应变片是在用苯酚，环氧树脂等绝缘材料浸泡过的玻璃基板上，粘贴直径为0.025mm左右的金属丝或金属箔制成。敏感元件也叫敏感栅。其具有体积小、动态响应快、测量精度高、使用简单等优点。在航空、机械、建筑等各行业获得了广泛应用。电阻应变片的工作原理是基于金属的应变效应，即金属导体在外力作用下产生机械形变，其电阻值随机械变形的变化而变化。其可以分为：金属电阻应变片和半导体应变片式两类。金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。半导体应变片具有灵敏度高(通常是丝式、箔式的几十倍)、横向效应小等优点。它们的主要区别在于：金属电阻应变片式是利用导体形变引起电阻变化，而半导体应变片式则是利用电阻率变化引起电阻的变化。 3.2 电容式传感器 电容式传感器是将被测物理量转换成电容量变化的装置，它实质是一个具有可变参数的电容器。由于电容与极距成反比，与正对面积和介质成正比，因此其可以分为极距变化型、面积变化型和介质变化型三类。极距变化型电容传感器的优点是可进行动态非接触式测量，对被测系统的影响小，灵敏度高，适用于较小位移的测量，但这种传感器有非线性特性，因此使用范围受到一定限制。面积变化型传感器的优点是输出与输入成线性关系，但与极距型传感器相比，灵敏度较低，适用于较大的直线或角位移的测量。介质变化型则多用于测量液体的高度等场合。 3.3 电感式传感器 电感式传感器是将被测物理量，如力、位移等，转换为电感量变换的一种装置，其变换是基于电磁感应原理。电感式传感器种类很多，常见的有自感式，互感式和涡流式三种。 电感式传感器具有以下特点：结构简单，传感器无活动电触点，因此工作可靠寿命长。灵敏度和分辨力高，能测出0.01微米的位移变化。传感器的输出信号强，电压灵敏度一般每毫米的位移可达数百毫伏的输出。线性度和重复性都比较好，在一定位移范围(几十微米至数毫米)内，传感器非线性误差可达0.05%～0.1%。同时，这种传感器能
热电偶温度传感器的正确调试方法 热电偶温度传感器是一种常用的温度测量设备，利用热电效应来实现温度测量。它具有响应速度快、精度高、稳定可靠等特点，被广泛应用于工业自动化控制、实验室研究、以及温度监测等领域。正确调试热电偶温度传感器非常重要，可以确保传感器正常工作，提供准确可信的温度测量结果。下面将详细介绍热电偶温度传感器的正确调试方法。 调试热电偶温度传感器的步骤主要包括：选择合适的热电偶材料、连接线，连接传感器到测量仪表，进行零点校准和放大器增益调节等。以下是具体的调试步骤和注意事项： 1. 选择合适的热电偶材料： 热电偶材料的选择要根据测量温度范围和环境条件等因素来确定。常见的热电偶材料有K型、J型、T型等，每种材料都有其适用的温度范围和特性。在选择时要考虑材料的耐高温性能、抗腐蚀性能等。 2. 连接线的选择和连接： 热电偶温度传感器的连接线是将传感器连接到测量仪表的关键部分，一定要选择合适的连接线。连接线应具有很好的导电性能、绝缘性能以及抗干扰能力。常见的连接线有铜、镍钎焊线等。连接线需要可靠地连接到热电偶的接头上，一般通过螺纹连接或者焊接方式进行连接。
3. 将传感器接入测量仪表： 将热电偶传感器的连接线接入到测量仪表上相应的接口中。确保接口的连接正确，引线没有接错。在接线之前，可以先检查一下仪表的设置是否正确，如测量范围、单位、指示方式等。 4. 进行零点校准： 零点校准是为了消除热电偶温度传感器在零点位置的误差，使传感器所测得的温度值更加准确。零点校准可以通过测量环境中的零点温度，然后调整仪表的零点位置来实现。在进行零点校准前，需要保证测量环境中的温度是稳定的，并且与热电偶传感器的工作温度范围相吻合。 5. 进行放大器增益调节： 放大器增益调节是为了保证热电偶温度传感器在整个工作范围内有较好的测量 精度。放大器增益需要根据传感器的输出信号进行调节，使得输出信号与实际温度值具有一定的线性关系。放大器增益调节一般通过调整放大器的增益电阻或者放大器的调零电位器来实现。调节的过程中需要注意不要过度调节，以免引入更多的误差。 6. 检查传感器的工作状态： 在完成以上步骤后，需要检查热电偶传感器的工作状态。可以通过测量测量环境中的温度来验证传感器的测量结果是否符合实际。此外，在日常使用中也要定期检查传感器的工作状态，如是否有损坏、外部短路、线路松动等问题。
传感器原理及应用 一、单项选择题(每题2分．共40分） 1、热电偶的最基本组成部分是( ）. A、热电极 B、保护管 C、绝缘管 D、接线盒 2、为了减小热电偶测温时的测量误差，需要进行的温度补偿方法不包括( ）。 A、补偿导线法 B、电桥补偿法 C、冷端恒温法 D、差动放大法 3、热电偶测量温度时( ）。 A、需加正向电压 B、需加反向电压 C、加正向、反向电压都可以 D、不需加电压 4、在实际的热电偶测温应用中，引用测量仪表而不影响测量结果是利用了热电偶的哪 个基本定律（）. A、中间导体定律 B、中间温度定律 C、标准电极定律 D、均质导体定律 5、要形成测温热电偶的下列哪个条件可以不要（)。 A、必须使用两种不同的金属材料； B、热电偶的两端温度必须不同； C、热电偶的冷端温度一定要是零; D、热电偶的冷端温度没有固定要求。 6、下列关于测温传感器的选择中合适的是（）。 A、要想快速测温,应该选用利用PN结形成的集成温度传感器； B、要想快速测温,应该选用热电偶温度传感器； C、要想快速测温，应该选用热电阻式温度传感器; D、没有固定要求。 7、用热电阻测温时，热电阻在电桥中采用三线制接法的目的是（）. A、接线方便 B、减小引线电阻变化产生的测量误差 C、减小桥路中其他电阻对热电阻的影响 D、减小桥路中电源对热电阻的影响 8、在分析热电偶直接插入热水中测温过程中，我们得出一阶传感器的实例，其中用到了（)。 A、动量守恒； B、能量守恒; C、机械能守恒； D、电荷量守恒； 9、下列光电器件中，基于光电导效应工作的是（)。 A、光电管 B、光敏电阻 C、光电倍增管 D、光电池 10、构成CCD的基本单元是（)。 A、 P型硅 B、PN结 C、光敏二极管 D、MOS电容器
温度传感器原理与应用知识 温度是一个基本的物理量，自然界中的一切过程无不与温度密切相关。温度传感器是最早开发，应用最广的一类传感器。温度传感器的市场份额大大超过了其他的传感器。从17世纪初人们开始利用温度进行测量。在半导体技术的支持下，本世纪相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和IC集成温度传感器等接触式温度传感器。与之相应，根据波与物质的相互作用规律，相继开发了声学温度传感器、红外传感器和微波传感器等非接触式温度传感器。 一、接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触，又称温度计。 温度计通过传导或对流达到热平衡，从而使温度计的示值能直接表示被测对象的温度。一般测量精度较高。在一定的测温范围内，温度计也可测量物体内部的温度分布。但对于运动体、小目标或热容量很小的对象则会产生较大的测量误差。 它们广泛应用于工业、农业、商业等部门。在日常生活中人们也常常使用这些温度计。随着低温技术在国防工程、空间技术、冶金、电子、食品、医药和石油化工等部门的广泛应用和超导技术的研究，测量-153℃以下温度的低温温度计得到了发展，如低温气体温度计、蒸汽压温度计、声学温度计、顺磁盐温度计、量子温度计、低温热电阻和低温温差电偶等。低温温度计要求感温元件体积小、准确度高、复现性和稳定性好。利用多孔高硅氧玻璃渗碳烧结而成的渗碳玻璃热电阻就是低温温度计的一种感温元件，可用于测量-271.4℃～27℃范围内的温度。 温度计常用的有： 1、热电阻 根据电阻的温度效应而制，有随温度升高而变大的是正温度系数，也有随温度升高而减小的是负温度系数，使用时取其分压放大后AD转换即可。
热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。 （1）热电阻测温原理及材料 热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用甸、镍、锰和铑等材料制造热电阻。各种热电阻的测量范围和优缺点： PT100/ PT1000型热电阻：铂电阻，温度范围-200～850℃。PT100（或PT1000）即0度时阻值为100欧姆（或1000欧姆），根据测量的精度选择。金属铂材料的优点是化学稳定性好、能耐高温，容易制得纯铂，又因其电阻率大，可用较少材料制成电阻，此外其测温范围大。它的缺点是：在还原介质中，特别是在高温下很容易被从氧化物中还原出来的蒸汽所沾污，使铂丝变脆，并改变电阻与温度之间的关系。 CU50型热电阻：铜电阻，温度范围-50～150℃。铜热电阻的价格便宜，线件度好，工业上在-50～+150℃范围内使用较多。铜热电阻怕潮湿，易被腐蚀，熔点亦低。 （2）热电阻的结构 精通型热电阻：从热电阻的测温原理可知，被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的，因此，热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。为消除引线电阻的影响同般采用三线制或四线制。 铠装热电阻：由感温元件（电阻体）、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，它的外径一般为φ2~φ8mm，最小可达φmm。与普通型热电阻相比，它有下列优点：①体积小，内部无空气隙，热惯性上，测量滞后小；②机械性能好、耐振，抗冲击；③能弯曲，便于安装④使用寿命长。 端面热电阻：感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制，紧贴在温度计端面。它与一般轴向热电阻相比，能更正确和快速地反映被测端面的实际温度，适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。
霍尔传感器 1．填空题 （1）霍尔传感器是利用霍尔效应来进行测量的。通过该效应可测量电流的变化、磁感应强度的变化和电流、磁感应强度的变化。 （2）霍尔传感器由半导体材料制成，金属和绝缘体不能用作霍尔传感器。 （3）当一块半导体薄片置于磁场中有电流流过时，电子将受到洛伦兹力的作用而发生偏转，在半导体薄片的另外两端将产生霍尔电动势。 2．选择题 （1）常用（ b ）制作霍尔传感器的敏感材料。 a．金属b．半导体c．塑料 （2）下列物理量中可以用霍尔传感器来测量的是（ a ）。 a．位移量b．湿度c．烟雾浓度 （3）霍尔传感器基于（ a ）。 a．霍尔效应b．热电效应c．压电效应d．电磁感应 （4）霍尔电动势与（a,d ）。 a．激励电流成正比b．激励电流成反比 c．磁感应强度成反比d．磁感应强度成正比 3．问答题 （1）什么是霍尔效应？霍尔电动势与哪些因素有关? 答：在半导体薄片两端通以控制电流I，并在薄片的垂直方向上施加磁感应强度为B的磁场，那么，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电势UH(称为霍尔电势电压),这种现象称为霍尔效应。 霍尔电动势的大小正比于控制电流和磁感应强度。如果流过的电流越大，则电荷量就越多，霍尔电动势越高；如果磁感应强度越强，电子受到的洛仑兹力也越大，电子参与偏转的数量就越多，霍尔电动势也越高。此外，薄片的厚度、半导体材料中的电子浓度对霍尔电动势的大小也会有影响。 （2）如图7-15所示，简述液位控制系统的工作原理。 图7-15液位控制系统的工作原理 答：根据图7-15可以看出，储存罐的液体由液体源通过电磁阀向罐内提供，储存罐的液位增加，与之相通的偏管液位也升高，磁铁也随之升高，液位越高，磁铁越靠近霍尔传感器，磁铁作用于霍尔传感器的磁感应强度就越强，霍尔集成电路输出的电压就越大，当储液罐的额液位达到最高液位时，电压将达到设定值，电磁阀关闭，使液体无法流入储液罐。 如果液位没有达到最高位，开关型霍尔集成电路输出的电压无法达到系统所设定的电压值，电磁阀不关闭，液体源继续输送液体，直到达到最高液位为止。
导读 ●一、填空题（每题1分，共20分） ●二、判断题（每题1分，共10分） ●三、选择题（每题2分，共40分） ●四、简答题（每题2分，共20分） ●五、开放题（每题5分，共10分） 温度传感器知识考题 一、填空题(20个) 1.温度传感器根据物理原理可分为______和______两种类型。 2.常见的接触式温度传感器有______和______两种。 3.热敏电阻传感器的灵敏度随温度的变化而______。 4.采用热电偶测量温度时，需要测量的是温度差，因此还需要一种参考温度点，称为______。 5.温度传感器的量程是指测量温度的______和______。 6.温度传感器的精度是指其测量结果与真实值之间的最大______误差。 7.温度传感器的响应时间是指它从受热到达到稳态所需的______。 8.温度传感器的线性范围通常在______%FS内。 9.热敏电阻传感器通常需要用______进行补偿，以消除引线电阻的影响。 10.负温度系数热敏电阻的电阻值随温度的升高而______。 11.PT100是一种______的热敏电阻，其电阻值在0°C时为100Ω。 12.热电偶的材料应具有较大的______和较小的______。 13.热电偶中常用的两种材料是铜/铜镍合金和______/______合金。 14.DHT11是一种温湿度传感器，其测量温度范围为______~______。 15.电子温度计采用的是______温度传感器。 16.温度传感器的输出信号常见的有电压信号、电流信号和______信号。
17.RTD传感器的灵敏度随温度的升高而______。 18.热电偶的输出信号的大小与______和偶端材料有关。 19.常用的非接触式温度传感器有红外线温度计和______传感器。 20.温度传感器应避免安装在可能受到______或______影响的位置。 答案： 1.接触式、非接触式 2.热电偶、热敏电阻 3.变化 4.冷端参考温度 5.上限、下限 6.绝对 7.时间 8.±0.1% 9.补偿电阻 10.下降 11.PT100Ω 12.温度系数、热电势 13.铁/常数铜 14.0°C~50°C 15.数字式温度传感器 16.脉冲 17.升高 18.温度差 19.超声波 20.振动、电磁场 二、判断题（10道） 1.温度传感器根据物理原理可分为接触式和非接触式两种类型
传感器及应用第二版课后答案 1. 下列关于磁敏二极管阐述正确的是（） [单选题] * A. 在 PRN 型二极管基础上增加一个高复合区而形成 B. 可以称为结型二端器件(正确答案) C. 工艺上用扩散杂质或喷砂的办法制成高复合区光滑表面 D. 高复合区使得电子和空穴不易于复合 2. 一般制作光敏三极管的材料为（） [单选题] * A. 半导体硅(正确答案) B. 金属氧化物 C. 半导体硒 D. 半导体锗 3. 下列关于结构型智能传感器阐述正确的是（） [单选题] * A. Smart结构需要用户自行设计所需功能 B. 特殊结构是将传感器做成某种特殊的几何结构或机械结构(正确答案) C. Smart结构智能传感器功能单一 D. 特殊结构智能传感器具有对环境条件的改变能够自适应地作出响应的能力 4. 在理想情况下，一个传感器在连续工作条件下每年零点漂移应小于（） [单选题] * A. 5%
B. 8% C. 10%(正确答案) D. 12% 5. 下列关于雪崩光电二极管的阐述正确的是（） [单选题] * A. PN结加高的正向偏压时发生雪崩效应 B. 获得载流子的雪崩效应使光电流减少 C. 雪崩光电二极管是高灵敏度的光敏二极管(正确答案) D. 无光入射时雪崩光电二极管也会发生雪崩效应 6. 通过检测性质的变化来检测外界信息的传感器属于（） [单选题] * A. 物性传感器(正确答案) B. 化学传感器 C. 结构型传感器 D. 应变式传感器 7. 磁敏电阻可以测量的磁感应强度围是（） [单选题] * A. 10-2～1T B. 10-3～1T(正确答案) C. 10-4～1T D. 10-5～1T 8. 温敏闸晶管实现温—电转换利用的是（） [单选题] * A. 珀尔帖效应 B. 伏安特性