智能温度传感器原理及应用..docx

智能温度传感器原理及应用电气信息学院 一、热电阻热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热是阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。与热电偶的测温原理不同的是，热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的，即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。因此，只要测量出感温热电阻的阻值变化，就可以测量出温度。目前主要有金属热电阻和半导体热敏电阻两类。金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示，即Rt=Rt0[1+α(t-t0)]式中，Rt为温度t时的阻值;Rt0为温度t0(通常t0=0℃)时对应电阻值;α为温度系数。半导体热敏电阻的阻值和温度关系为Rt=AeB/t式中Rt为温度为t时的阻值;A、B取决于半导体材料的结构的常数。相比较而言，热敏电阻的温度系数更大，常温下的电阻值更高(通常在数千欧以上)，但互换性较差，非线性严重，测温范围只有-50~300℃左右，大量用于家电和汽车用温度检测和控制。金属热电阻一般适用于-200~500℃范围内的温度测量，其特点是测量准确、稳定性好、性能可靠，在程控制中的应用极其广泛。目前应用最广泛的热电阻材料是铂和铜：铂电阻精度高，适用于中性和氧化性介质，稳定性好，具有一定的非线性，温度越高电阻变化率越小;铜电阻在测温范围内电阻值和温度呈线性关系，温度线数大，适用于无腐蚀介质，超过150易被氧化。中国最常用的有R0=10Ω、R0=100Ω和R0=1000Ω等几种，它们的分度号分别为Pt10、Pt100、Pt1000;铜电阻有R0=50Ω和R0=100Ω两种，它们的分度号为Cu50和Cu100。其中Pt100和Cu50的应用最为广泛。　热电阻的信号连接方式热电阻是把温度变化转换为电阻值变化的一次元件，通常需要把电阻信号通过引线传递到计算机控制装置或者其它一次仪表上。工业用热电阻安装在生产现场，与控制室之间存在一定的距离，因此热电阻的引线对测量结果会有较大的影响。目前热电阻的引线主要有三种方式　○1二线制：在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二线制：这种引线方法很简单，但由于连接导线必然存在引线电阻r，r大小与导线的材质和长度的因素有关，因此这种引线方式只适用于测量精度较低的场合　○2三线制：在热电阻的根部的一端连接一根引线，另一端连接两根引线的方式称为三线制，这种方式通常与电桥配套使用，可以较好的消除引线电阻的影响，是工业过程控制中的最常用的引线电阻。　○3四线制：在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制，其中两根引线为热电阻提供恒定电流I，把R转换成电压信号U，再通过另两根引线把U引至二次仪表。可见这种引线方式可完全消除引线的电阻影响，主要用于高精度的温度检测。二、热电偶工业用装配式热电偶是一种常用温度传感器，通常与温度变送器、调节器及显示仪表等配套使用,组成过程控制系统?。可以直接测量各种生产过程中液体、蒸汽和气体介质及固体表面温度。热电偶的测温范围-200℃～1300℃。/search?word=%C8%C8%B5%E7%C5%BCfr=qb_search_expie=utf8热电偶是一种感温元件，是一种仪表。它直接测量温度，并把温度信号转 /search?word=%C8%C8%B5%E7%C5%BCfr=qb_search_expie=utf8热电偶换成热/search?word=%B5%E7%B6%AF%CA%C6fr=qb_search_expie=utf8电动势信号, 通过电气仪表（/search?word=%B6%FE%B4%CE%D2%C7%B1%EDfr=qb_search_expie=utf8二次仪表）转换成被测介质的温度。/search?word=%C8%C8%B5%E7%C5%BCfr=qb_search_expie=utf8热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成/search?word=%B1%D5%BA%CF%BB%D8%C2%B7fr=qb_search_expie=utf8闭合回路,当两端存在/search?word=%CE%C2%B6%C8%CC%DD%B6%C8fr=qb_search_expie=utf8温度梯度时,回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在/search?word=%B5%E7%B6%AF%CA%C6fr=qb_search_expie=utf8电动势——热/search?word=%B5%E7%B6%AF%CA%C6fr=qb_search_expie=utf8电动势，这就是所谓的/search?word=%C8%FB%B1%B4%BF%CB%D0%A7%D3%A6fr=qb_search_expie=utf8塞贝克效应。两种不同成