传感器原理及应用第11章温度传感器讲述.ppt

传感器原理及应用 第11章 温度传感器 11.3 集成温度传感器11.3.4 基于1-WIRE总线的DB18B20型智能温度传感器 DB18B20 典型应用 连接方式 利用CMOS管接传感器数据线，微控制器控制CMOS导通截止，为数据线提供上拉电压（工作电流），这时VDD接电源地线。传感器处于省电状态。 由于DS1820 输出端属于漏极开路输出，传感器数据线通过上拉电阻时常态为高电平，这种方式下只要3脚有电源，传感器就处于工作状态。可在I/O线连接其它驱动。 传感器原理及应用 第11章 温度传感器 本章要点: 温度传感器—电阻因温度而变化 1）金属热电阻：温度越高，电阻越大，元件 在500℃以下使用； 2）半导体热敏电阻：温度越高，电阻越小， 　　在350 ℃以下使用 热敏电阻传感器，有灵敏度高、适应性强的特 　点，能远距离测量； 热电偶温度传感器测温，连接不同材料的金属　 　线一端，且加热节点，另两端产生电动势，可 　在1500℃以下使用。 传感器原理及应用 第11章 温度传感器 本章要点: 热电偶的热电效应、 热电偶的结构和种类， 热电偶测量电路； 热敏电阻，金属热电阻和热敏电阻的温度特性 及应用； 集成温度传感器测温原理，AD590集成温度传感 器特性和典型应用测量电路。 传感器原理及应用 第11章 温度传感器 * 传感器原理及应用 第11章 温度传感器 11.1 热电偶11.1.3 热电偶的结构和种类 传感器原理及应用 第11章 温度传感器 11.1 热电偶11.1.3 热电偶的结构和种类 普通热电偶，测量气体、蒸汽、液体等，棒形结构； 薄膜热电偶，用于火箭、飞机喷嘴温度测量，结构较薄； 铠装热电偶，用以测量狭小对象，结构细长、可弯曲； 表面热电偶，用于弧形表面物体测温； 消耗式热电偶，主要用于钢水温度测量。 a)普通热电偶 b)薄膜热电偶 c)铠装热电偶 传感器原理及应用 第11章 温度传感器 11.1 热电偶11.1.4 热电偶测量电路 通过查热电偶分度表可知热电偶产生的热电势； 　 例如K型热电偶： 0℃ 时 E = 0mV， 600℃ 时 E = 24.902mv； 　 分度表以 t = 0℃ 作基准. 电路调试步骤： 调零：T=0℃时调整调零电位器RP2使运放输出为零； 调增益：温度600℃时调节负反馈电阻，使运放输出在6V。 600℃时 ，K型热电偶热电势为 E = 24.902mv，放大器增益为6V/24.902mv=240.945 ，得到满量程输出6V。 传感器原理及应用 第11章 温度传感器 11.1 热电偶11.1.4 热电偶测量电路 例：使用k型热电偶测温，基准接点为0℃、测量接点为30℃和900℃时，温差电动势分别为1.203mV和37.325mV。 问，当基准接点为30℃，测温接点为900℃时的温差电动势为多少？ 解：现 t=900℃ ，t0=30℃ ，基准接点温度为30℃ ， 测温接点温度为 900℃ 时的温差电动势设为 E， 则 900℃总的温差电势为： 37.325 = 1.203+ E， 所以 E = 36.122mV。 实际应用中往往t≠0℃； 若参考端温度不为0℃，工作端温度为t时，由分度表可查出EA（t,0）,与实际热电势EAB（t,t0）之间的关系可通过参考电极定律得出： 传感器原理及应用 第11章 温度传感器 炉温的自动调节 11.1 热电偶＿应用 传感器原理及应用 第11章 温度传感器 炉温的自动记录 11.1 热电偶＿应用 传感器原理及应用 第11章 温度传感器 热敏电阻传感器主要有两大类： 金属热电阻 半导体热敏电阻 金属热电阻、半导体热敏电阻统称热电阻。 广泛用于测量 -200～+850℃，少数可测1000℃。 11.2 热敏电阻 贴片式 薄膜式 大功率 传感器原理及应用 第11章 温度传感器 金属热电阻一般用于-200～+500℃温度测量； 材料多为纯铂金属丝，也有铜、镍，绕制在云母板、玻璃或陶瓷线圈架上，构成热电阻。 铂热电阻阻值与温度变化之间的关系近似为： 11.2 热敏电阻11.2.1 金属热电阻 -200～O℃ +0～850℃ 式中： 为温度 和 时的电阻值， A、B、C 为常数；ITS—90中 常数规定见P229。 传感器原理及应用 第11章 温度传感器 11.2 热敏电阻11.2.1 金属热电阻 铂测温电阻元件的电阻的温度特性 分度号分别为： Pt10 Pt100,见分度表 为