测控传感器第6章温度侧量.ppt

热电阻二线制接法 热电阻三线制接法 6.3.2 热敏电阻温度计 热敏电阻的特点 1．电阻温度系数的范围甚宽 有正、负温度系数和在某一特定温度区域内阻值突变的三种热敏电阻元件。电阻温度系数的绝对值比金属大10～100倍左右。 2．材料加工容易、性能好 可根据使用要求加工成各种形状，特别是能够作到小型化。目前，最小的珠状热敏电阻其直径仅为 0.2mm。 3．阻值在1～10M之间可供自由选择 使用时，一般可不必考虑线路引线电阻的影响；由于其功耗小、故不需采取冷端温度补偿，所以适合于远距离测温和控温使用。 4．稳定性好 商品化产品已有30多年历史，加之近年在材料与工艺上不断得到改进。据报道，在0.01℃的小温度范围内，其稳定性可达0.0002℃的精度。相比之下，优于其它各种温度传感器。 5．原料资源丰富，价格低廉 烧结表面均已经玻璃封装。故可用于较恶劣环境条件；另外由于热敏电阻材料的迁移率很小，故其性能受磁场影响很小，这是十分可贵的特点。 MF12型NTC热敏电阻 聚脂塑料封装热敏电阻 玻璃封装NTC热敏电阻 MF58 型热敏电阻 贴片式NTC热敏电阻 热敏电阻的类型 热敏电阻有负温度系数（NTC: negative temperature coefficient ）和正温度系数（PTC: positive temperature coefficient ）之分。 NTC又可分为两大类： 第一类用于测量温度，它的电阻值与温度之间呈严格的负指数关系； 第二类为突变型（CTR: critical temperature coefficient ）。当温度上升到某临界点时，其电阻值突然下降 。 负电阻温度系数热敏电阻的温度特性 RT、RT0——温度为T、T0时热敏电阻器的电阻值； BN ——NTC热敏电阻的材料常数。 NTC的电阻—温度关系的一般数学表达式为： 如果以lnRT、1/T分别作为纵坐标和横坐标，则上式是一条斜率为BN ，通过点(1/T，lnRT)的一条直线,如图。 为了使用方便，常取环境温度为25℃作为参考温度（即T0=25℃），则NTC热敏电阻器的电阻—温度关系式： 0 25 50 75 100 125 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 (25oC,1) RT / RT0--T特性曲线 RT/R25 T 热敏电阻的测量电路 (a) 分压测量电路 (b) 电桥测量电路 测量电路的输出电压值与被测温度的关系为: 热敏电阻的恒温控制电路 6.4 热电偶 热电偶是利用金属的温差电动势测温 特点：耐高温、精度高，可测量上千度； 结构：为两种不同类型的金属导体，导体两端分别接在一起构成闭合回路，当两个结点温度不等有温差时（T＞T0），回路里会产生热电势，形成电流，这种现象称为热电效应。 利用这种效应，只要知道一端结点温度，通过热电势就可以测出另一端结点的温度。 基准点或称（冷端）T0，固定温度的接点，恒定在某一标准温度；冷端标准温度为冰点（0℃）。 测温点或称（热端）T，待测温度的接点，置于被测温度场中。 热电偶冷端冰点测温方法 这种将温度转换成热电动势的传感器称热电偶，金属电极称热电极; 金属的热电势由两部分组成：接触电势、温差电势． 安装螺纹 安装法兰 铠装型热电偶外形 铠装型热电偶可长达上百米 薄壁金属 保护套管（铠体） 热电偶冷端温度补电路 + - 在0～40℃或-20～20℃的范围起补偿作用 6.5.1 隐丝式光学高温计 6.5 热辐射温度计 隐丝式光学高温计使用了人眼能看到的电磁波辐射，因此被测物体，如火炉必须足以让人们看到它发光(辐射)。通常其温度等于或高于923K(650℃)。 隐丝式光学高温计是将被测物体所发出的可见电磁辐射光与某一灯丝发出的光进行比较，通过测量灯丝亮度达到测量温度的目的。 6.5.2 红外高温计 红外高温计允许远程测量，与隐丝式高温计相比，较少依赖使用者的判断力。 它是用仪器(如热电偶或热电堆)测量物体所发射的红外电磁射线，从而测量物体温度的。 本章小结 本章主要介绍了温度的定义以及测量温度常用的仪器和测量技术。热能是一种以几种形式影响物质状态的能量，我们正是利用物质的这些状态变化，通过各种方法测量物体温度的。 我们所介绍的温度计有多种设计和不同的测量范围，温度计的选择与其性能的局限性以及需要测量温度的类型和范围有关。 除了我们上述所讨论的，还有一些其他的测温仪器、技术。通过本章的介绍，希望可为今后学习温度测量打下一个良好的基础。 东北石油大学华瑞学院 第5章温度侧量 东北