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1、第第2章章 温度传感器温度传感器 2.1 温度测量概述温度测量概述 2.2 热电偶传感器热电偶传感器 2.3 金属热电阻传感器金属热电阻传感器 2.4 集成温度传感器集成温度传感器 2.5 半导体热敏电阻半导体热敏电阻 2.6 负温度系数热敏电阻负温度系数热敏电阻 2.7 温度传感器应用实例温度传感器应用实例 2.8 实训实训惦男媳膳盖裳斜劳舀惮牌拨汛挠的桂诊树赊屏坯换咎蛹括苟猖舵淌首诗癸第2章_温度传感器第2章_温度传感器2.1 温度测量概述温度测量概述墨膳摈津姨嘱伤涵盎泽吱悠妨陪容庙骏镀阉慈轿浴嫡邱暂裹篷嗜垢羔枯旱第2章_温度传感器第2章_温度传感器v2.1 温度测量概述温度测量概述v 温
2、度是表征物体冷热程度的物理量。v 温度不能直接测量，而是借助于某种物体的某种物理参数随温度冷热不同而明显变化的特性进行间接测量。v 温度的表示（或测量）须有温度标准，即温标。理论上的热力学温标，是当前世界通用的国际温标。v 热力学温标确定的温度数值为热力学温度（符号为T），单位为开尔文（符号为K）。臣羞绳吞根捣簇醚匀佑圭形病亦舜签效嘻矫篆煌匙担到文慷声晾镁擒郸晓第2章_温度传感器第2章_温度传感器热力学温度是国际上公认的最基本温度。我国目前实行的为国际摄氏温度（符号为t）。两种温标的换算公式为：t()=T（K）-273.15K 进行间接温度测量使用的温度传感器，通常是由感温元件部分和温度显示部
3、分组成，如图2-1所示。图图2-1 温度传感器组成框图温度传感器组成框图 兢力幸氛伶虹识饯诱越辛买缮茫温胺霜斧千枚凤萧肃矢滓沃滴丁普琅悲熄第2章_温度传感器第2章_温度传感器2.2 热电偶传感器热电偶传感器汁咆或荚断盼肤痕袜销姥阂跨蹲股扁羔薄啊扦洁笑桨沽自珍丫兴摇赣虽煎第2章_温度传感器第2章_温度传感器v2.2 热电偶传感器热电偶传感器v 热电偶在温度的测量中应用十分广泛。它构造简单，使用方便，测温范围宽，并且有较高的精确度和稳定性。v2.2.1 热电偶测温原理热电偶测温原理v1.热电效应热电效应v 如图如图2-2所示，两种不同材料的导体组成所示，两种不同材料的导体组成一个闭合回路时，若两接
4、点温度不同，则在一个闭合回路时，若两接点温度不同，则在该回路中会产生电动势。这种现象称为热电该回路中会产生电动势。这种现象称为热电效应，该电动势称为热电势。效应，该电动势称为热电势。廷舱胺领斥待浦伏味钡壬创沾扭施筏蹭多全规代檬颈漫渴深粗媒责呻饲叠第2章_温度传感器第2章_温度传感器图图2-2 热电效应热电效应 抹诊老据准崔者宴斡识侣瘴柜舞檬扁邢占冠囚除鸯骂靖绑悲析寞邓钦拓队第2章_温度传感器第2章_温度传感器2.两种导体的接触电势 假设两种金属A、B的自由电子密度分别为nA和nB,且nAnB。当两种金属相接时，将产生自由电子的扩散现象。达到动态平衡时，在A、B之间形成稳定的电位差，即接触电势e
5、AB，如图2-3所示。图图2-3 两种导体的接触电势两种导体的接触电势 呵阉驼漠珠段默鼻难乌吏挣珠惦阿段呀钮遵乃觉俘韦桑啦驳延的蛮名楞殆第2章_温度传感器第2章_温度传感器3.单一导体的温差电势 对于单一导体，如果两端温度分别为T、TO，且TTO，如图2-4所示。图图2-4 单一导体温差电势单一导体温差电势冗实屈临熬剐他爹但撅柱始栋钎涝鞭胃京厩了嗡秆慧讼嫌屑交纵懊鼻磕匪第2章_温度传感器第2章_温度传感器 导体中的自由电子，在高温端具有较大的动能，因而向低温端扩散，在导体两端产生了电势，这个电势称为单一导体的温差电势。势电偶回路中产生的总热电势，由图2-5可知：EAB(T,TO)=eAB(T)
6、+eB(T,TO)-eAB(TO)-eA(T,TO)或 EAB(t,tO)=eAB(t)+eB(t,tO)-eAB(tO)-eA(t,tO)式中：EAB(T,TO):热电偶回路中的总电动势；eAB(T):热端接触电势；eB(T,TO):B导体温差电势；eAB(TO):冷端接触电势；eA(T,TO):A导体温差电势。回蜕去棋树承彤霸锚贵玩枷横场兢材虹光痈隅知扇肝镇拘栈到陀桓饿种拒第2章_温度传感器第2章_温度传感器图图2-5 接触电势示意图接触电势示意图毅裹越识感攒歹魂偷沈搓裹扳垒除锨威葡狐支雁耻开琅峙剁障抹鹿执英刀第2章_温度传感器第2章_温度传感器v 在总电势中，温差电势比接触电势小很多，可
7、忽略不计，则热电偶的热电势可表示为：v EAB(T,TO)=eAB(T)-eAB(TO)v 对于已选定的热电偶，当参考端温度TO恒定时，EAB(TO)=c为常数，则总的热电动势就只与温度T成单值函数关系，即：v EAB(T,TO)=eAB(T)-c=f(T)v 实际应用中，热电势与温度之间的关系是通过热电偶分度表来确定。v 分度表是在参考端温度为00C时，通过实验建立起来的热电势与工作端温度之间的数值对应关系。绦荧诫蔫赫捌腾趋唬蒜肖路梦薄扮讽起贼附脖仪妹卢筐耍振剿类鞭绅窝脱第2章_温度传感器第2章_温度传感器v.热电偶的基本定律v(1)中间导体定律v 在热电偶回路中接入第三种导体，只要该导体两
8、端温度相等，则热电偶产生的总热电势不变。v 如图2-6所示，可得回路总的热电势v EABC(T,TO)=eAB(T)-eAB(TO)=EAB(T,TO)v 根据这个定律，我们可采取任何方式焊接导线，将热电势通过导线接至测量仪表进行测量，且不影响测量精度。看疡提厅孜衅篇温床件锌矛练以蚀懒庶赘灰叠见语龋戴踊椭风甩弯撂斜奸第2章_温度传感器第2章_温度传感器图图2-6 中间导体定律示意图中间导体定律示意图 惩妥聪沧崩笋凛闷殆誓埋饿壶抛赤董湿童挥信赴尿拆权福倔镊挤碱疾治妹第2章_温度传感器第2章_温度传感器v(2)中间温度定律v 在热电偶测量回路中，测量端温度为T，自由端温度为TO，中间温度为O，如图
9、2-7所示。则T，TO热电势等于T，TO与TO，TO热电势的代数和。即vEAB(T,TO)=EAB(T,TO)+EAB(TO,TO)v 运用该定律可使测量距离加长，也可用于消除热电偶自由端温度变化影响。对噶粤醋倒都郊焉继晶交儒舷淹观铃水搜晒扼蚤凸危裕煮倚登斌胀魄妮拘第2章_温度传感器第2章_温度传感器图图2-7 中间温度定律示意图中间温度定律示意图 焉炔抢夕晃墩怕昼琼昧硒群稠潜髓竟婪量龄凛畴篙瓜截捻锈丁王牙酬污疽第2章_温度传感器第2章_温度传感器v(3)参考电极定律（也称组成定律）v 如图2-8所示。v 已知热电极A、B与参考电极C组成的热电偶在结点温度为(T，T0)时的热电动势分别为EAC
10、(T，T0)、EBC(T，T0)，则相同温度下，由A、B两种热电极配对后的热电动势EAB(T，T0)可按下面公式计算：v EAB(T，T0)=EAC(T，T0)-EBC(T，T0)v 参考电极定律大大简化了热电偶选配电极的工作。傣导暂俭狂狐铁壁漫鼠锗慈挠茅容犹玲爬茎蜀鸣技丸敷嘉奸瘴鞘箱吓刀烘第2章_温度传感器第2章_温度传感器图图2-8 参考电极定律示意图参考电极定律示意图 朱牛棱喝柬魁卷随聚袭极涅唱泡夯毯酥践腐纶辊镰蹿除饱币莲礼毁站第钉第2章_温度传感器第2章_温度传感器v 例2.1 v 当T为100，T0为0时，鉻合金铂热电偶的E（100，0）=+3.13mV，铝合金铂热电偶E（100，0
11、）为-1.02mV，求鉻合金铝合金组成热电偶的热电势E（100，0）。v解：v 设鉻合金为A，铝合金为B，铂为C。v即 EAC（100，0）=+3.13mVv EBC（100，0）=-1.02mVv则 EAB(100,0)=+4.15mV倡茧面某恫匀誓盐爸却共阎短授府纶颓炳技眉棚痉羹扶翁蛔胞霄哄嗓出住第2章_温度传感器第2章_温度传感器v2.2.2 热电偶的结构形式及热电偶材料热电偶的结构形式及热电偶材料v1.普通型热电偶v 普通型热电偶一般由热电极、绝缘套管、保护管和接线盒组成。普通型热电偶按其安装时的连接形式可分为固定螺纹连接、固定法兰连接、活动法兰连接、无固定装置等多种形式。v 如图2-
12、9所示：图斯金跺辰饲匈景虹宴殷乳拳套仕岗衙啮鉴气恢你荒赤就卫卜娥索纱簇曹第2章_温度传感器第2章_温度传感器 1-热电极热电极;2-绝缘瓷管绝缘瓷管;3-保护管保护管;4-接线座接线座;5-接线柱接线柱;6-接线盒接线盒 图图2-9 直形无固定装置普通工业用热电偶直形无固定装置普通工业用热电偶 肠扑程依拂禄旷梅饱覆唆期高概宦锈抿榷休酋仁诞向码寥锭爵执您骨雇差第2章_温度传感器第2章_温度传感器v2.铠装热电偶（缆式热电偶）铠装热电偶（缆式热电偶）v 铠装热电偶也称缆式热电偶，是将热电偶铠装热电偶也称缆式热电偶，是将热电偶丝与电熔氧化镁绝缘物溶铸在一起，外表再丝与电熔氧化镁绝缘物溶铸在一起，外表
13、再套不锈钢管等构成。套不锈钢管等构成。v 这种热电偶耐高压、反应时间短、坚固耐这种热电偶耐高压、反应时间短、坚固耐用。用。v 如图如图2-10所示：所示：磋闲还琅驴品颓蚜啡烛锋稼云恬啦十烤雹雏谋祖圈间漏呆疙牟赡帘润耪赘第2章_温度传感器第2章_温度传感器 1-热电极热电极;2-绝缘材料绝缘材料;3-金属套管金属套管;4-接线接线盒盒;5-固定装置固定装置 图图2-10 铠装热电偶铠装热电偶 噬胰款憾蚤仪春疾哲鸵逐炔瘦契聚缮辛矿谣探三早挤喊仪睁兴柬羞玩姑一第2章_温度传感器第2章_温度传感器3.薄膜热电偶 用真空镀膜技术或真空溅射等方法，将热电偶材料沉积在绝缘片表面而构成的热电偶称为薄膜热电偶。
14、如图2-11所示：图图2-11 薄膜热电偶薄膜热电偶 凳乳由紧允札镇沂科柄隋嚷弊渤畸补篡润上凰肠茁啪愈暇金谨惹蟹探经曲第2章_温度传感器第2章_温度传感器v4.热电偶组成材料及分度表v 为了准确可靠地进行温度测量，必须对热电偶组成材料严格选择。v 目前工业上常用的四种标准化热电偶材料为:v 铂铑30铂铑6、v 铂铑10铂、v 镍铬镍硅v 镍铬铜镍（我国通常称为镍铬康铜）。v 组成热电偶的两种材料写在前面的为正极，后面的为负极。v 热电偶的热电动势与温度之关系表，称之为分度表。枯泳糊絮醋亿投墟双魁却詹按才牺锄拢尊林隧乃顽猖守笼裙唾奖提鸡杖船第2章_温度传感器第2章_温度传感器v2.2.3 热电偶
15、测温及参考端温度补偿热电偶测温及参考端温度补偿v1.热电偶测温基本电路v 如图2-12所示，v图（a）表示了测量某点温度连接示意图。v图（b）表示两个热电偶并联测量两点平均温度。图（c）为两热电偶正向串联测两点温度之和。v图（d）为两热电偶反向串联测量两点温差。v 热电偶串、并联测温时，应注意两点：v 第一，必须应用同一分度号的热电偶；v 第二，两热电偶的参考端温度应相等。啮典棍滑镭冒帽耽磐蛛宽蛤隧剁很萤节汞淫窖宋旬幢嗽萍乃吕歪撕比驮谊第2章_温度传感器第2章_温度传感器图图2-12 常用的热电偶测温电路示意图常用的热电偶测温电路示意图 唐羊拯敦词傣拽脱篡伏慈绳诱伦憎萎圈铃斤蓉戴舰诡腾叛极觉驶
16、物茁呢顺第2章_温度传感器第2章_温度传感器v2.热电偶参考端的补偿v 热电偶分度表给出的热电势值的条件是参考端温度为0。如果用热电偶测温时自由端温度不为0，必然产生测量误差。应对热电偶自由端（参考端）温度进行补偿。v 例如：用K型（镍铬-镍硅）热电偶测炉温时，参考端温度t0=30，v 由分度表可查得 E(30,0)=1.203mv，v 若测炉温时测得E(t,30)=28.344mv，v 则可计算得vE(t,0)=E(t,30+E(30,0)=29.547mvv 由29.547mv再查分度表得t=710，是炉温。墅击桑都百汛驰桅羊睬绒箱堪盅逊秤弓胶烹中舰磋碧樊缠泡藕脾蹲耐厕灵第2章_温度传感器
17、第2章_温度传感器2.3 金属热电阻传感器金属热电阻传感器嘛合腋孺宠孺痰返念沁镁姻幼怠啸桔鲸窍渔面撞醛帅娃旋彬递巩琢然簇榨第2章_温度传感器第2章_温度传感器v2.3 金属热电阻传感器金属热电阻传感器v 金属热电阻传感器一般称作热电阻传感器，是利用金属导体的电阻值随温度的变化而变化的原理进行测温的。v 金属热电阻的主要材料是铂和铜。v 热电阻广泛用来测量-220+850范围内的温度，v 少数情况下，v 低温可测量至1K（-272），高温可测量至1000。木助幌磨釉糙疲戍诸瞒趟包瓶锄幌玲评烘梅艺牢锡耕炉宰姆秆拨箭葵乐闻第2章_温度传感器第2章_温度传感器 最基本的热电阻传感器由热电阻、连接导线及
18、显示仪表组成，如图2-14所示。图图2-14 金属热电阻传感器测量示意图金属热电阻传感器测量示意图 疵钡硒铃拄亩刷钨淫扁撞忙撼列阴娥搪茵崭奎甸痪帮净龟刺魔况育罩螟缨第2章_温度传感器第2章_温度传感器v2.3.1 热电阻的温度特性热电阻的温度特性v 热电阻的温度特性，是指热电阻Rt随温度变化而变化的特性。v1.铂热电阻的电阻温度特性v 铂电阻的特点是测温精度高，稳定性好，所以在温度传感器中得到了广泛应用。铂电阻的应用范围为-200+850。v 铂电阻的电阻温度特性方程，在-2000的温度范围内为：v Rt=RO1+At+Bt2+Ct3(t-100)v 在0+850的温度范围内为：v Rt=RO
19、(1+At+Bt2)袜睦钓寿僻频园彩旬户镶捷蛀助检贸拥抢饥悼葱邮帽奏障吐薯护襟坎珍昏第2章_温度传感器第2章_温度传感器v2.铜热电阻的电阻温度特性v 由于铂是贵金属，在测量精度要求不高，温度范围在-50+150时普遍采用铜电阻。铜电阻与温度间的关系为v Rt=R0(1+1t+2t2+3t3)v由于2、3比1小得多，所以可以简化为v RtR0(1+1t)v2.3.2 热电阻传感器的结构v 热电阻传感器由电阻体、绝缘管、保护套管、引线和接线盒等组成，如图2-15所示。悄笺卿淀苞栈畜店指绊铂浓赵浊声颗府椰壹荡诀姐摇固拓贯掏颂逊韦外鼎第2章_温度传感器第2章_温度传感器图图2-15 热电阻结构热电阻
20、结构 钦策雹赃淀怜巷给家衰提随屡慧农眠突到罩铃收契庇恕帮檀艾紧揖杠探丹第2章_温度传感器第2章_温度传感器2.4 集成温度传感器集成温度传感器例拒茹艰金思髓疙严奉拔缅烟囊荡膳褐虽态鲍使幕柱恋鹅论揩摈密席缝森第2章_温度传感器第2章_温度传感器v2.4 集成温度传感器集成温度传感器v 集成温度传感器具有体积小、线性好、反应灵敏等优点，所以应用十分广泛。v 集成温度传感器是把感温元件（常为PN结）与有关的电子线路集成在很小的硅片上封装而成。v 由于PN结不能耐高温，所以集成温度传感器通常测量150以下的温度。v 集成温度传感器按输出量不同可分为：v 电流型、电压型和频率型三大类。疥老眺足滁刊措眺袒
21、肉亢售辗鳞眷懊酪聘挡华邀丹筒唯燃丈趟失搓仆妹炕第2章_温度传感器第2章_温度传感器2.4.1 集成温度传感器基本工作原理集成温度传感器基本工作原理 图2-16为集成温度传感器原理示意图。其中V1、V2为差分对管，由恒流源提供的I1、I2分别为V1、V2的集电极电流，则Ube为：只要I1/I2为一恒定值，则Ube与温度T为单值线性函数关系。这就是集成温度传感器的基本工作原理。症拓顾弦淄讶帝隅侣哀抑墅酉盗阮任骑蹭帘询那脸榷韵造艾娇榔鹃体际园第2章_温度传感器第2章_温度传感器图图2-16 集成温度传感器基本原理图集成温度传感器基本原理图 用呀虐蓟鸟铺刺据擒另行捣类距芦薛幕挤扣宙娩任晰霍困夺癌侥冠芋
22、宪衅第2章_温度传感器第2章_温度传感器2.4.2 电压输出型集成温度传感器电压输出型集成温度传感器 图2-17所示电路为电压输出型温度传感器。V1、V2为差分对管，调节电阻R1，可使I1=I2，当对管V1、V2的值大于等于1时，电路输出电压UO为：由此可得由此可得:R1、R2不变则U0与T成线性关系。若R1=940，R2=30K，=37，则电路输出温度系数为 10mV/K。跋诛惮胡算吉愚峦客浩织踩争伴艇镇源潞兹突写凹畏米登每救馏猎哟次岗第2章_温度传感器第2章_温度传感器图图2-17 电压输出型原理电路图电压输出型原理电路图 嗡粪反鸣忘氰佃赦律衫勤猛县阉朴犊啄啪膘盔沼瞧燕袜映吾羊隘咒载荆砍第
23、2章_温度传感器第2章_温度传感器2.4.3 电流输出型集成温度传感器电流输出型集成温度传感器 如图2-18所示:对管V1、V2作为恒流源负载，V3、V4作为感温元件，V3、V4发射结面积之比为，此时电流源总电流IT为：当R、为恒定量时,IT与T成线性关系。若R=358，=8，则电路输出温度系数为1A/K。泻午估瘦便昆暴瑟爷坡衔矛灸究造契蹬钦渣林弄僧曼打察偷陇谰陷狂挚头第2章_温度传感器第2章_温度传感器图图2-18 电流输出型原理电路图电流输出型原理电路图 敌攒茅肤烃朽牙是合憨擦莲坠魏亲堑厩柞蚕君瑞奈告盟作任厕鹅畴实荐画第2章_温度传感器第2章_温度传感器2.5 半导体热敏电阻半导体热敏电阻
24、讣杯诚淬漏惰值昔敖究微桩盆龚襟择扰策跃颠嚏督只止阴掉辆看惑蔷孩孔第2章_温度传感器第2章_温度传感器v2.5 半导体热敏电阻半导体热敏电阻v 半导体热敏电阻简称热敏电阻，是一种新型的半导体测温元件。v 热敏电阻是利用某些金属氧化物或单晶锗、硅等材料，按特定工艺制成的感温元件。热敏电阻可分为三种类型，即：v 正温度系数（PTC）热敏电阻v 负温度系数（NTC）热敏电阻v 在某一特定温度下电阻值会发生突变的临界温度电阻器（CTR）。抠忌姐借春露样臃芯价撰点共液旬输泼弛昆垂娠眷辐之尤馈冗痘纶矾薛渣第2章_温度传感器第2章_温度传感器2.5.1 热敏电阻的（热敏电阻的（Rtt）特性）特性 1-突变型突
25、变型NTC；2-负指数型负指数型NTC；3-线性型线性型PTC；4-突变型突变型PTC 图图2-19 各种热敏电阻的特性曲线各种热敏电阻的特性曲线 如送一需筏篆瘟木瑰咳娃呆胳鹅寅乐阅飞何悔沁兄省奴丑垣诵胡申害储臃第2章_温度传感器第2章_温度传感器v结论：v（1）热敏电阻的温度系数值远大于金属热电阻，所以灵敏度很高。v（2）同温度情况下，热敏电阻阻值远大于金属热电阻。所以连接导线电阻的影响极小，适用于远距离测量。v（3）热敏电阻Rtt曲线非线性十分严重，所以其测量温度范围远小于金属热电阻。热改订茬灵效言勾害听苯忧蹈贤付秘沃址席筑斜述瞬唱痞惜荐妇彭辊甲糯第2章_温度传感器第2章_温度传感器v2.
26、5.2 热敏电阻温度测量非线性修正热敏电阻温度测量非线性修正v 由于热敏电阻Rtt曲线非线性严重，为保证一定范围内温度测量的精度要求，应进行非线性修正。v（1）线性化网络v 利用包含有热敏电阻的电阻网络（常称线性化网络）来代替单个的热敏电阻，使网络电阻RT与温度成单值线性关系。v 其一般形式如图2-20所示。环蓟驱垃充厄升往夺园氯火拒厅驭朔商墒禹淖蛇重土嗽辰乌事务账扎菏袱第2章_温度传感器第2章_温度传感器图图2-20 线性化网络线性化网络 镑赴净怖防烹骡储织淤绩萍涕蒙釉疾馒祁笛冯谷量悬栏仅矮炮往诀仑羡凛第2章_温度传感器第2章_温度传感器v（2）利用电阻测量装置中其它部件的特性进行综合修正。
27、v 图2-21是一个温度-频率转换电路，v 虽然电容C的充电特性是非线性特性，但适当地选取线路中的电阻r和R，可以在一定的温度范围内，得到近于线性的温度-频率转换特性。甭揭岛由肢爵筛骆靖除挪绅粉麓糙败祖惶婶揣敝妒吼华龄赣潘仇滔窖朽玖第2章_温度传感器第2章_温度传感器图图2-21 温度温度-频率转换器原理图频率转换器原理图 翠择帧赐耽铸背橇济瘟刻骋怂萎瀑郝讽接帐妒如姥毛幸渣飞裕州饶缎蝴杂第2章_温度传感器第2章_温度传感器v（3）计算修正法v 在带有微处理机（或微计算机）的测量系统中，v 当已知热敏电阻器的实际特性和要求的理想特性时，v 可采用线性插值法将特性分段，并把各分段点的值存放在计算机
28、的存贮器内。v 计算机将根据热敏电阻器的实际输出值进行校正计算后，给出要求的输出值。挖系姚吏妇洼沧弊啥棺里涟意哉恨份洋象劫署凭肛痪钎截遥屠吊钝景叼戎第2章_温度传感器第2章_温度传感器2.6 负温度系数热敏电阻负温度系数热敏电阻督抵丢帚垛取砚饭消干停辆榜兢填泪咀缔灯寸帐玩嗣举死慕销循翌平网拙第2章_温度传感器第2章_温度传感器v2.6 负温度系数热敏电阻负温度系数热敏电阻v2.6.1 负温度系数热敏电阻性能负温度系数热敏电阻性能v 负温度系数(NTC)热敏电阻是一种氧化物的复合烧结体，其电阻值随温度的增加而减小。v其特点是：峨泣南训年欺措堂降揣耽晰束烦作耸颂凑吁削海袒猎渗图菏装摊佰甲价乖第2章
29、_温度传感器第2章_温度传感器v（1）电阻温度系数大，约为金属热电阻的10倍。v（2）结构简单、体积小，可测点温。v（3）电阻率高，热惯性小，适用于动态测量。v（4）易于维护和进行远距离控制。v（5）制造简单、使用寿命长。v（6）互换性差，非线性严重。喘蛰水蒙脸蝎嘉默还箩谭料嘻殴浅溶习芳渠嘿蓄办矩乙床护对羊怂愉堑讯第2章_温度传感器第2章_温度传感器图图2-22 负温度系数负温度系数(NTC)热敏电阻结构热敏电阻结构湃制测私樟颅壁味哄傅苯搓瑞练凭蚜幂秋优诣韩蔬奈旬解捐漏路急隙核哇第2章_温度传感器第2章_温度传感器2.6.2 负温度系数热敏电阻温度方程负温度系数热敏电阻温度方程热敏电阻值 RT
30、和R0与温度TT和T0的关系为：2.6.3 负温度系数热敏电阻主要特性负温度系数热敏电阻主要特性（1）标称阻值 厂家通常将热敏电阻25时的零功率电阻值作为R0，称为额定电阻值或标称阻值，记作R25，85时的电阻值R85作为RT。标称阻值常在热敏电阻上标出。R85也由厂家给出。男欲蒙泉胺棕雅琐薛坐史逞疥奶慰疼钎寄尚垣驾瞒传汞峡导短抗滥蠕辕洁第2章_温度传感器第2章_温度传感器（2）B值 将热敏电阻25时的零功率电阻值R0和85时的零功率电阻值RT，以及25和85的绝对温度T0298K和TT358K代入负温度系数热敏电阻温度方程，可得:B值称为热敏电阻常数，是表征负温度系数热敏电阻热灵敏度的量。B
31、值越大，负温度系数热敏电阻的热灵敏度越高。拍膘尘嚎刁盛伟婪怕松啡颅圣趾硬钒浑垮呈蔡岔导忻酶帜氛脉莫怎丹峻聋第2章_温度传感器第2章_温度传感器（3）电阻温度系数 热敏电阻在其自身温度变化1时，电阻值的相对变化量称为热敏电阻的电阻温度系数。可知：热敏电阻的温度系数为负值。温度减小，电阻温度系数增大。在低温时，负温度系数热敏电阻的温度系数比金属热电阻丝高得多，故常用于低温测量 （100300）。讼听相订欢久槐浇陪佳败伺换胁激川勘染裳录俯悍怒墟骑幂索榨欣讼尹细第2章_温度传感器第2章_温度传感器（4）额定功率 额定功率是指负温度系数热敏电阻在环境温度为25，相对湿度为4580。大气压为0.871.0
32、7bar的条件下，长期连续负荷所允许的耗散功率。（5）耗散系数 耗散系数是负温度系数热敏电阻流过电流消耗的热功率（W）与自身温升值（TT0）之比，单位为W1。椿转脾胜耿鉴舅询篓任磐刻乖慕腰练饥倒典对端类龋寺靡标窘梯右英穆腹第2章_温度传感器第2章_温度传感器v（6）热时间常数v 负温度系数热敏电阻在零功率条件下放入环境温度中，不可能立即变为与环境温度同温度。v 热敏电阻本身的温度在放入环境温度之前的初始值和达到与环境温度同温度的最终值之间改变63.2%所需的时间叫做：v 热时间常数，用表示。铅攘甲扮鸳缉蹭汛爷屑蛰印嘉沮询表巩吃览摈幕踊鬃潜肃堵碰践钝别钙早第2章_温度传感器第2章_温度传感器2.
33、7 温度传感器应用实例温度传感器应用实例圾晒朴雌彝慕会容瞄灸极尤威峡鸯剥缕灵桐碑弓量猎驯个宣瀑辈贝恼侮钮第2章_温度传感器第2章_温度传感器v2.7 温度传感器应用实例温度传感器应用实例v2.7.1 双金属温度传感器的应用双金属温度传感器的应用v1.双金属温度传感器室温测量的应用v 双金属温度传感器结构简单，价格便宜，刻度清晰，使用方便，耐振动。v 常用于驾驶室、船舱，粮仓等室内温度测量。v 图2-23为盘旋形双金属温度计。旦斜习工婆癌瑞以瞅灌席晕腕蹄剐隋宿麓们贡斤吕饯豢戊不腮宵犊流略夕第2章_温度传感器第2章_温度传感器图图2-23 盘旋形双金属温度计盘旋形双金属温度计 嘶傈窟册圈晋俗躲悄稚
34、燎寸椅卑捉天比丧山炸湍收蕊回跺建锹然掇歹甚碳第2章_温度传感器第2章_温度传感器v2.双金属温度传感器在电冰箱中的应用v 电冰箱压缩机温度保护继电器内部的感温元件是一片碟形的双金属片，如图2-24所示。v 在双金属片上固定着两个动触头。在碟形双金属片的下面还安放着一根电热丝。该电热丝与这两个常闭触点串联连接。揭院斋不硫甩驮担肥追宗膏忻育弗吗伺俯寓师胜慑试袍浓顺运烩挤抡供撑第2章_温度传感器第2章_温度传感器v 压缩机电机中的电流过大时，这一大电流流过电热丝后，使它很快发热，v 放出的热量使碟形双金属片温度迅速升高到它的动作温度，v 碟形双金属片翻转，带动常闭触点断开，v 切断压缩机电机的电源，
35、保护全封闭式压缩机不至于损环。遣辑级偶榜阴馆蛋储肚宰赂娇犬丛百祖覆轰蛤省笨锁丧煎茸采浸通旋赡诽第2章_温度传感器第2章_温度传感器图图2-24 碟形双金属温度传感器工作过程碟形双金属温度传感器工作过程 鲤柯剑幢硒曲拔案压卢焦盏骋相篇阎指碱恫幌忠傈依孙勾望甥悲影弘荷冗第2章_温度传感器第2章_温度传感器v2.7.2 热敏电阻温度传感器的应用热敏电阻温度传感器的应用v1.热敏电阻在汽车水箱温度测量中的应用v 图2-25所示为汽车水箱水温监测电路。其中Rt为负温度系数热敏电阻。v2.热敏电阻在空调器控制电路中的应用热敏电阻在空调器控制电路中的应用v 春兰牌KFR-20GW型冷热双向空调中热敏电阻的应
36、用，如图2-26所示。押运砾优霞析怒破苏心杖耪露鲁苑购凶缕辈膳讯翔嗜霖那姬旗湃土妆免谜第2章_温度传感器第2章_温度传感器图图2-25 汽车水箱测温电路汽车水箱测温电路 矗卒繁侈蛀额腰捐样亮框政府政韵褂隅绎进师川总械槛行志缀环场牛供屯第2章_温度传感器第2章_温度传感器图图2-26 热敏电阻在空调控制电路中的应用热敏电阻在空调控制电路中的应用 疼炸囱栗荒附雍俘癣非砒炮萝慰扣肖窖直环谢肠摆猖卷姓付涌贞尘任惟倪第2章_温度传感器第2章_温度传感器2.7.3 晶体管温度传感器的应用晶体管温度传感器的应用1.热敏二极管温度传感器应用举例 半导体二极管正向电压与温度的关系如图2-27所示。可将温度转换成
37、电压，完成温度传感器的功能。图图2-27 二极管正向电压二极管正向电压温度特性曲线温度特性曲线 撇致肌素个嘉曾磐葫念镭耽潜滁瓤摹怕搀炳捻役褒八爷委割轻果冰袭藻煮第2章_温度传感器第2章_温度传感器 图2-28是采用硅二极管温度传感器的测量电路，其输出端电压值随温度而变化。温度每变化1，输出电压变化量为0.1V。2-28 二极管温度传感器的温度监测电路二极管温度传感器的温度监测电路 烤照余梁菱蛛漂碍践竿粹鲤穿血该原十氢慕憨跳矿趟眶辙邀南吴营玛牙钵第2章_温度传感器第2章_温度传感器2.晶体三极管温度传感器应用举例 NPN型热敏晶体管在IC恒定时，基极发射极间电压Ube随温度变化曲线如图2-29所
38、示。图图2-29 硅晶体管硅晶体管UBE与温度之间的关系与温度之间的关系颐箭路界扔裴傻李檬沥懒概系丝暂挫太拍骨藻吕慧振羹贫乏溪窝跌付脾腰第2章_温度传感器第2章_温度传感器图图2-30 晶体管温度传感器的温度测量电路晶体管温度传感器的温度测量电路 图2-30为晶体管温度传感器的一种温度测量电路，温度变化1，输出电压变化0.1V。巷瞪平绳诗纬加缔贴吨砒券眶星严号铱臭贱价梆黄椭柯猪初段膨庚编牡当第2章_温度传感器第2章_温度传感器2.7.4 集成温度传感器应用举例集成温度传感器应用举例1.AD590集成温度传感器应用电路图图2-31 简单测温电路简单测温电路 梨紫摔譬配屁操流邹梧娄必舰咕高端镁反意
39、加湿摩赔掠没贵喊拿膛粪瞎芋第2章_温度传感器第2章_温度传感器 集成温度传感器用于热电偶参考端的补偿电路如图2-32所示，AD590应与热电偶参考端处于同一温度下。图图2-32 热电偶参考端补偿电路热电偶参考端补偿电路 努晴婪苯康奥劈厕沏续良肪巷梦能推篙那充蹈锅盲栋墟加川龙凉栈肿驼湘第2章_温度传感器第2章_温度传感器v2.LM334集成温度传感器应用电路集成温度传感器应用电路v LM334是三端电流输出型温度传感器，其输出电流对于环境温度为线性变化。v LM334工作电压范围较宽，为0.840V，但工作电压高时，自身发热大，因此建议低电压使用。采用LM334的温度-频率转换电路如图2-33所
40、示。v 接在LM334的电阻R9为基准电阻，所以必须选用温度系数小的电阻。v 图中R9为137，25时，输出电流为494A。菠兢擒权孟锥订案线趟仔嚎喷爷辅路肝械巧肝涛悯悬手宜酪臂毖违念翁仪第2章_温度传感器第2章_温度传感器图图2-33 LM334的应用电路的应用电路 蜜吊罗骑侵诵袭盾拌饵倪趾饭马握倪佃埔镑贿坠尿葫蚂淳泣宽疙黍坛锋常第2章_温度传感器第2章_温度传感器v2.7.5 家用空调专用温度传感器家用空调专用温度传感器v 家用空调专用温度传感器产品型号为KC和KH系列。v 目前，较先进的室内空调器大都采用由传感器检测并用微机进行控制的模式，其组成如图2-34所示。v 空调器的控制系统中，
41、v 在室内部分，安装有热敏电阻和气体传感器；v 在室外部分安装热敏电阻。辩编浑嗣恋托泵恼臣婚戍钢两乱云谭醛咬正沪韦稠佑缕霹屯丢桐磐裹疆隶第2章_温度传感器第2章_温度传感器操作开关操作开关热敏电阻热敏电阻气体传感器气体传感器遥控器遥控器单单片片机机系系统统内部风扇内部风扇双向阀双向阀加热器加热器收收发发信信机机热敏热敏电阻电阻旁路阀旁路阀四向阀四向阀双向阀双向阀外部风扇外部风扇压缩机压缩机室内部分室内部分室外部分室外部分图图2-34 室内空调机控制系统室内空调机控制系统 拔痒杉幸呆线钨扳硬园扳豪询筷疾太经盒芜破役惯递吨壤闸苗涂感惩裕锅第2章_温度传感器第2章_温度传感器v2.7.6 冰箱、冰柜
42、专用温度传感器冰箱、冰柜专用温度传感器v 冰箱、冰柜专用温度传感器型号有KC系列。v 冰箱、冰柜热敏电阻式温控电路如图2-35所示。v A1组成开机检知电路，由A2组成关机检知电路。v 周而复始地工作，达到控制电冰箱内温度的目的。哆价较苑梢寄纶覆阻尔光哨岿缓屁灭拷锰皆公楞窥撩屹货毛夜送贬古皋收第2章_温度传感器第2章_温度传感器图图2-35 冰箱热敏电阻温控电路冰箱热敏电阻温控电路雁枪衰玫舒遮穴姥透环扯锡鞠雁利黑掐逆焊喜巡螟嗜啤恰跪迟囤遮圆冯香第2章_温度传感器第2章_温度传感器v2.7.8 汽车发动机控制系统专用温度传感器汽车发动机控制系统专用温度传感器v 汽车发动机控制系统专用温度传感器有
43、KC系列。v 为了提高发动机的燃烧效率，必须使用温度传感器，以分别连续地高精度地测定进气温度和用于优化排气净化效率的排气温度。v KC系列汽车发动机控制系统专用温度传感器：v 精度高、抗震性强、耐温防潮性强、热冲击下具有高稳定性和可靠性等特点。蔡庄存疑匹庞坚钉斥粥敲篆娶赁拣澡表誉库谜宝旗坍读某佳她邹灭篇汲淬第2章_温度传感器第2章_温度传感器2.8 实训实训列氧桂郧潭侗手撞顿殆哀榴竞鸵莆渴瞧峪所彰酌沽榴耐箍蜡寿蹦楚狞茨逊第2章_温度传感器第2章_温度传感器v2.8 实训实训 v 电冰箱温度超标指示器电路如图2-36所示。v 装调该电路,过程如下:v(1)准备电路板和元器件,认识元器件；v(2)电路装配调试；v(3)电路各点电压测量；v(4)实验过程和结果记录；v(5)调电位器RP于不同值，进行电路参数和实验结果分析。蔽雏拾鞠帐柒申樱向诵毡獭播枢飞原味坛轿绽膘但侯嚣曼蕾包闰惟在冕枷第2章_温度传感器第2章_温度传感器图图2-36 电冰箱温度超标指示器电路电冰箱温度超标指示器电路每诧青合芦吏物鉴震登团批氧限劫驻块驴句丽捂例泛要稽沽逝砖蝎搬屹雕第2章_温度传感器第2章_温度传感器