1、溫度傳感器與檢測(cè)作作 者：者： 專專 業(yè)：農(nóng)業(yè)電氣化與自動(dòng)化業(yè)：農(nóng)業(yè)電氣化與自動(dòng)化 時(shí)時(shí) 間：間：20142014年年1111月月1212日日 溫度傳感器溫度傳感器1 1 溫度測(cè)量概述2 2 接觸測(cè)量下溫傳的類型及應(yīng)用3 3 非接觸測(cè)量下溫傳的類型及應(yīng)用5 5 小結(jié)n 溫度傳感器是實(shí)現(xiàn)溫度檢測(cè)和控制的重要器件。在種類繁多的傳感器中，溫度傳感器是應(yīng)用最廣泛、發(fā)展最快的傳感器之一。在工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化流程中，溫度測(cè)量點(diǎn)要占全部測(cè)量點(diǎn)的一半左右。n溫度是反映物體冷熱狀態(tài)的物理參數(shù)。 溫度標(biāo)志著物質(zhì)內(nèi)部大量分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的劇烈程度。溫度越高，表示物體內(nèi)部分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈。 n模擬圖：在一個(gè)密閉的空間里，氣

2、體分子在高溫時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度比低溫時(shí)快！n低溫n高溫?zé)崤蛎浭綗崤蛎浭綔囟葌鞲衅鳒囟葌鞲衅?不需要電源，耐用；但感溫部件體積較大。 n 氣體的體積與熱力學(xué)溫度成正比 熱電偶溫度傳感器熱電偶溫度傳感器 n熱電偶的結(jié)構(gòu)熱電偶的結(jié)構(gòu)用鎳鉻鎳硅熱電偶測(cè)爐溫時(shí)，其冷端溫度30，在直流電位計(jì)上測(cè)得的熱電勢(shì)30.839mV，求爐溫。解： 查鎳鉻鎳硅熱電偶分度表 （30，0）=1.203 mV EAB(T,0)=E(T,30)+ EAB(30 ,0) =30.839+1.203=32.042(mV) 再查分度表得 T=770。熱電阻式溫度傳感器熱電阻式溫度傳感器 n當(dāng)cpu溫度急劇上升時(shí)，表面封裝式熱敏電阻阻值急劇

3、減小，減小到一定值時(shí)，使三極管導(dǎo)通，觸發(fā)繼電器動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)過(guò)熱保護(hù)作用。n PC 的主板對(duì)溫度 是非常敏感的，主板又是非常接近發(fā)熱的電源電阻，不斷提高的cpu主頻，不僅提高了cpu的速度也使得它的工作溫度提高，在這種場(chǎng)合下，表面封裝式熱敏電阻既可以快速響應(yīng)，又可以過(guò)熱保護(hù)。 鐵氧體溫度傳感器鐵氧體溫度傳感器鐵氧體溫度傳感器已在家用電飯鍋中普遍應(yīng)用。在電飯鍋的電加熱器中央有熱敏鐵氧體，其鍋里溫度設(shè)計(jì)成103，當(dāng)鍋內(nèi)水分熬干，溫度升高到103時(shí)，熱敏鐵氧體突然喪失鐵磁性，其下的磁鐵及杠桿在重力作用下降落，將電接點(diǎn)壓開，結(jié)束煮飯階段。至于此后的保溫過(guò)程，則是靠雙金屬片溫度開關(guān)間歇地接通電源而實(shí)現(xiàn)的。n

4、電飯鍋中的鐵氧體溫度傳感器原理圖 n示溫涂料（變色涂料）n裝滿熱水后圖案變得清晰可辨n示溫材料傳感器紅外溫度計(jì)紅外溫度計(jì)n紅外探測(cè)器最核心的部分是一個(gè)透鏡，紅外線能量由透鏡匯聚到檢測(cè)器上，再由檢測(cè)器轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，經(jīng)環(huán)境溫度偏差補(bǔ)償后最終以溫度單位顯示出來(lái)，這種測(cè)量適于一定距離的溫度測(cè)量，而無(wú)需接觸受熱對(duì)象。集成溫度傳感器集成溫度傳感器n集成溫度傳感器可分為模擬式、邏輯輸出和數(shù)字式三大類。其中模擬式又分為電壓型和電流型兩種。n集成溫度傳感器是利用晶體管PN結(jié)的伏安特性與溫度的關(guān)系制成的一種固態(tài)傳感器。它是把PN結(jié)及其輔助電路集成在同一個(gè)芯片上，完成溫度測(cè)量及信號(hào)輸出功能的專用IC，突出優(yōu)點(diǎn)是有理

5、想的線性輸出，體積小。由于PN結(jié)受耐熱性能和特性范圍的限制，集成溫度傳感器只能用來(lái)測(cè)150以下的溫度。nAD590(電流型)nLM35(電壓型)n性能特點(diǎn)獨(dú)特的一線接口，只需要一條口線通信 多點(diǎn)能力，簡(jiǎn)化了分布式溫度傳感應(yīng)用 無(wú)需外部元件 可用數(shù)據(jù)總線供電，電壓范圍為3.0 V至5.5 V 無(wú)需備用電源 測(cè)量溫度范圍為-55 C至+125 。華氏相當(dāng)于是-67 F到257華氏度 -10 C至+85 C范圍內(nèi)精度為0.5 C通過(guò)并聯(lián)可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)功能； 無(wú)需外部器件 供電電壓范圍為3.05.5V； 零待機(jī)功耗 溫度以9或12位數(shù)字量讀出 用戶可定義非易失性溫度報(bào)警設(shè)置 報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過(guò)

6、程序限定溫度的器件 負(fù)電壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)燒毀集成數(shù)字式溫度傳感器DS18B20n19n DS1820 測(cè)溫原理圖n DS1820 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖集成數(shù)字溫度傳感器DS18B20溫度敏感元件與被測(cè)對(duì)象接觸，經(jīng)過(guò)換熱后兩者溫度相等。常用的接觸式測(cè)溫儀表：(1) 膨脹式溫度計(jì)。(2) 熱電阻溫度計(jì)。 (3) 熱電偶溫度計(jì)。(4) 其他原理的溫度計(jì)。n小結(jié)優(yōu)點(diǎn)：直觀、可靠，測(cè)量?jī)x表也比較簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)： 由于敏感元件必須與被測(cè)對(duì)象接觸，在接觸過(guò)程中就可能破壞被測(cè)對(duì)象的溫度場(chǎng)分布，從而造成測(cè)量誤差。 有的測(cè)溫元件不能和被測(cè)對(duì)象充分接觸，不能達(dá)到充分的熱平衡，使測(cè)溫元件和被測(cè)對(duì)象溫度不一致，也會(huì)帶來(lái)誤差。 在接觸過(guò)程中，介質(zhì)腐蝕性，高溫對(duì)測(cè)溫元件的影響，影響測(cè)溫元件的可靠性和工作壽命。 溫度敏感元件不與被測(cè)對(duì)象接觸，而是通過(guò)輻射能量進(jìn)行熱交換，由輻射能的大小來(lái)推算被測(cè)物體的溫度。常用的非接觸式測(cè)溫儀表：(1) 輻射式溫度計(jì)：基于普朗克定理 光電高溫計(jì)，輻射溫度計(jì)，比色溫度計(jì)。(2) 光纖式溫