温度传感器及应用(一)-PPT课件

❖
第三节
热敏电阻温度传感器
专 业
❖
第四节
IC温度传感器
教 学
❖
第五节
其他温度传感器
资
源
建
设
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学习内容与学习目标
应
用 ❖通过本章的学习了解温度传感器的作用、地位、
电 分类和发展趋势
子
技 ❖了解热电偶三定律及相关计算
术 专
❖ 掌握热敏电阻不同类型的特点及应用场合
业 ❖掌握集成温度传感器使用方法
业量
教 温标：表示温度大小的尺度是温度的标尺
学
资
源
建
设
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温标
应
用
电
子 技
热力学温标
术 专
国际实用温标
业 摄氏温标
教
学 华氏温标
资
源
建
设
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1．热力学温标
应 1848年威廉·汤姆首先提出以热力学第二定律为基础，建
用 电
立温度仅与热量有关，而与物质无关的热力学温标。
石英晶体振动器
种
超声波温度计
类
示温涂料 液晶
半导体二极管
晶体管半导体集成电路温度传感器
可控硅
辐射温度传感器 光学高温计
三、温度传感器的发展概况
应
用
公元1600年，伽里略研制出气体温度计。一百年后，
教
物质 颜色
学
资
P–N结电动势
源 晶体管特性变化
建 可控硅动作特性变化 设
热、光辐射 湖南铁道职业技术
1.气体温度计
2. 玻璃制水银温度
计
3.玻璃制有机液体温度计 4.双金属温度计
5.液体压铂力测温温度电计阻、热敏6电. 气阻体压力温度计
热电偶
1． 热铁氧体 2． Fe-Ni-Cu合金
BaSrTiO3陶瓷
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3．摄氏温标
应
用
电
是工程上最通用的温度标尺。摄氏温标是在标准大气
子 技
压(即101325Pa)下将水的冰点与沸点中间划分一百个等份，
术 每一等份称为摄氏一度(摄氏度 ℃)，一般用小写字母t表
专 示。与热力学温标单位开尔文并用。
业
教 学
摄氏温标与国际实用温标温度之间的关系如下：
资
源
t=T-273.15 ℃
建
T=t+273.15 K
设
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4．华氏温标
应 用 规定在标准大气压下冰的融点为32华氏度，水的沸点为
电 212华氏度，中间等分为180份，每一等份称为华氏一度， 子 技 符号用℉，它和摄氏温度的关系如下：
术
专 业
m=1.8n+32 ℉
教
学
资
n= 5/9 (m-32) ℃
源
建
设
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热噪声
建
设
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2.温度传感器应满足的条件
应 特性与温度之间的关系要适中，并容易检测和处理，且随
用 电
温度呈线性变化
子 除温度以外，特性对其它物理量的灵敏度要低
技 术
特性随时间变化要小
专 重复性好，没有滞后和老化
业 灵敏度高，坚固耐用，体积小，对检测对象的影响小
教 学
机械性能好，耐化学腐蚀，耐热性能好
《传感器应用》课程教学资源建设
建设院校：
顺德职业技术学院
主要参与企业：
广东美的集团 广东新宝电器 佛山市顺德区美智电子 佛山市顺德区高迅电子
温度传感器及应用
应 用 电 子 技 术 专 业 教 学 资 源 建 设
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主要内容
应
用 ❖ 第一节 概 论
电
子 ❖ 第二节 热电偶温度传感器
技 术
子 技
触进行温度测量，由于被测物体的热量传递给传感器，
术
降低了被测物体温度，特别是被测物体热容量较小时，
专
测量精度较低。因此采用这种方式要测得物体的真实
业
教
温度的前提条件是被测物体的热容量要足够大。
学
资
源
建
设
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3. 温度传感器的种类及特点
应 非接触式温度传感器
用
电
非接触式温度传感器主要是利用被测物体热辐射而发
子 技
出红外线，从而测量物体的温度，可进行遥测。其制
术
造成本较高，测量精度却较低。优点是：不从被测物
专
体上吸收热量；不会干扰被测对象的温度场；连续测
业 教
量不会产生消耗；反应快等。
学
资
源
建
设
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体积热膨胀
物
理应
电阻变化
现象用电子
温差电现象 导磁率变化
技
电容变化
术 专
压电效应
业 超声波传播速度变化
子 根据热力学中的卡诺定理，如果在温度T1的热源与温度为
技 T2的冷源之间实现了卡诺循环，则存在下列关系式。 术
专 业 教
T1 Q 1
T2
Q2
Q1——热源给予热机的传热量 Q2——热机传给冷源的传热量
学 资 1954年，国际计量会议选定水的三相点为273.16，并以
源 它的1/273.16定为一度，这样热力学温标就完全确定了，
资 能大批量生产，价格便宜
源 建
无危险性，无公害等
设
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3. 温度传感器的种类及特点
应 用 电
子 接触式温度传感器
技
术 非接触式温度传感器
专 业 教 学 资 源 建 设
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3. 温度传感器的种类及特点
应 接触式温度传感器
用
电
接触式温度传感器的特点：传感器直接与被测物体接
教 学
❖ 了解其他温度传感器工作原理
资
源
建
设
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第一节 概 论
应 用
温度是反映物体冷热状态的物理参数。
电 温度是与人类生活息息相关的物理量 子 技 在2000多年前，就开始为检测温度进行了各种努力，并
术 开始使用温度传感器检测温度
专 业 教
人类社会中，工业、农业、商业、科研、国防、医学及 环保等部门都与温度有着密切的关系
二、温度传感器的特点与分类
应 用
1 温度传感器的物理原理
电 随物体的热膨胀相对变
子 技
化而引起的体积变化
热电效应
术 蒸气压的温度变化
专 业
电极的温度变化
教 热电偶产生的电动势
介电常数、导磁率的温度 变化 物质的变色、融解
学 光电效应 资
强性振动温度变化 热放射
源
学 工业生产自动化流程，温度测量点要占全部测量点的一
资 半左右 源
建 在家电产品的控制中，温度的检测也是无处不在
设
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一、温度的基本概念
应
用 电 热平衡：温度是描述热平衡系统冷热程度的物理量
子 分子物理学：温度反映了物体内部分子无规则运动的剧烈
技 程度
术 专
能量：温度是描述系统不同自由度间能量分配状况的物理
建 设
即T=273.16(Q1/Q2)。
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2．国际实用温标
应 用 电 1968年国际实用温标规定热力学温度是基本温度，用t 子 技 表示，其单位是开尔文，符号为K。1K定义为水三相点 术 热力学温度的1/273.16，水的三相点是指纯水在固态、 专 业 液态及气态三项平衡时的温度，热力学温标规定三相点 教 温度为273.16 K，这是建立温标的惟一基准点。 学 资 源 建 设