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传感器的课程设计作业温度传感器

温度传感器，使用范围广，数量多，居各种传感器之首。温度传感器的发

展大致经历了以下3个阶段:

1.传统的分立式温度传感器(含敏感元件)，主要是能够进行非电量和电量

之间转换。2.模拟集成温度传感器/控制器。

3.智能温度传感器。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式想数字式、

集成化向智能化及网络化的方向发展。

温度传感器的分类

温度传感器按传感器与被测介质的接触方式可分为两大类:一类是接触式温

度传感器，一类是非接触式温度传感器。

接触式温度传感器的测温元件与被测对象要有良好的热接触，通过热传导

及对流原理达到热平衡，这是的示值即为被测对象的温度。这种测温方法精度

比较高，并可测量物体内部的温度分布。但对于运动的、热容量比较小的及对

感温元件有腐蚀作用的对象，这种方法将会产生很大的误差。

非接触测温的测温元件与被测对象互不接触。常用的是辐射热交换原理。

此种测稳方法的主要特点是可测量运动状态的小目标及热容量小或变化迅速的

对象，也可测量温度场的温度分布，但受环境的影响比较大。

温度传感器的发展

1.传统的分立式温度传感器--热电偶传感器

热电偶传感器是工业测量中应用最广泛的一种温度传感器，它与被测对象

直接接触，不受中间介质的影响，具有较高的精度;测量范围广，可从-50~1600℃

进行连续测量,特殊的热电偶如金铁--镍铬，最低可测到-269℃，钨--铼最高可

达2800℃。

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2.模拟集成温度传感器

集成传感器是采用硅半导体集成工艺制成的，因此亦称硅传感器或单片集

成温度传感器。模拟集成温度传感器是在20世纪80年代问世的，它将温度传

感器集成在一个芯片上、可完成温度测量及模拟信号输出等功能。

模拟集成温度传感器的主要特点是功能单一(仅测量温度)、测温误差小、

价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等，适合远距离测温，不

需要进行非线性校准，外围电路简单。

2.1光纤传感器

光纤式测温原理

光纤测温技术可分为两类:一是利用辐射式测量原理,光纤作为传输光通量

的导体,配合光敏元件构成结构型传感器;二是光纤本身就是感温部件同时又是

传输光通量的功能型传感器。光纤挠性好、透光谱段宽、传输损耗低,无论是就

地使用或远传均十分方便而且光纤直径小,可以单根、成束、Y型或阵列方式使

用,结构布置简单且体积小。因此,作为温度计,适用的检测对象几乎无所不包,

可用于其他温度计难以应用的特殊场合,如密封、高电压、强磁场、核辐射、严

格防爆、防水、防腐、特小空间或特小工件等等。目前,光纤测温技术主要有全

辐射测温法、单辐射测温法、双波长测温法及多波长测温等

2.1.1全辐射测温法

全辐射测温法是测量全波段的辐射能量,由普朗克定律:

测量中由于周围背景的辐射、测试距离、介质的吸收、发射及透过率等的

变化都会严重影响准确度。同时辐射率也很难预知。但因该高温计的结构简单,

使用操作方便,而且自动测量,测温范围宽,故在工业中一般作为固定目标的监控

温度装置。该类光纤温度计测量范围一般在600~3000℃,最大误差为16℃。

2.1.2单辐射测温法

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由黑体辐射定律可知,物体在某温度下的单色辐射度是温度的单值函数,而

且单色辐射度的增长速