第三章 温度传感器.ppt

第三章温度传感器
第一节概论
第二节热电偶温度传感器
第三节热敏电阻温度传感器
第四节 IC温度传感器
第五节其他温度传感器
通过本章的学习了解温度传感器的作用、地位、分类和发展趋势;掌握热电偶三定律及相关计算;掌握热敏电阻不同类型的特点及应用场合;掌握集成温度传感器使用方法;了解其他温度传感器工作原理。
第一节概论
温度传感器是实现温度检测和控制的重要器件。在种类繁多的传感器中,温度传感器是应用最广泛、发展最快的传感器之一。
温度是与人类生活息息相关的物理量。
在2000多年前,就开始为检测温度进行了各种努力,并开始使用温度传感器检测温度。
人类社会中,工业、农业、商业、科研、国防、医学及环保等部门都与温度有着密切的关系。
工业生产自动化流程,温度测量点要占全部测量点的一半左右。
温度是反映物体冷热状态的物理参数。
因此,人类离不开温度,当然也离不开温度传感器。
一、温度的基本概念
热平衡:温度是描述热平衡系统冷热程度的物理量。
分子物理学:温度反映了物体内部分子无规则运动的剧烈程度。
能量:温度是描述系统不同自由度间能量分配状况的物理量。
表示温度大小的尺度是温度的标尺,简称温标。
热力学温标
国际实用温标
摄氏温标
华氏温标
如果在式中再规定一个条件,就可以通过卡诺循环中的传热量来完全地确定温标。1954年,,并以它的1/,这样热力学温标就完全确定了,即T=(Q1/Q2)。
1848年威廉·汤姆首先提出以热力学第二定律为基础,建立温度仅与热量有关,而与物质无关的热力学温标。因是开尔文总结出来的,故又称开尔文温标,用符号K表示。它是国际基本单位制之一。
根据热力学中的卡诺定理,如果在温度T1的热源与温度为T2的冷源之间实现了卡诺循环,则存在下列关系式

Q1——热源给予热机的传热量
Q2——热机传给冷源的传热量
为解决国际上温度标准的同意及实用问题,国际上协商决定,建立一种既能体现热力学温度(即能保证一定的准确度),又使用方便、容易实现的温标,即国际实用温标International Practical Temperature Scale of 1968(简称IPTS-68),又称国际温标。

注意:摄氏温度的分度值与开氏温度分度值相同,即温度间隔1K=1℃。T0是在标准大气压下冰的融化温度, T0 = K。 K。
1968年国际实用温标规定热力学温度是基本温度,用t表示,其单位是开尔文,符号为K。1K定义为水三相点热力学温度的1/,水的三相点是指纯水在固态、液态及气态三项平衡时的温度, K,这是建立温标的惟一基准点。
氢
氧
三相点
沸点


-
-
水
三相点
沸点




锌
凝固点


银
凝固点


金
凝固点


物质
三相点
平衡状态
温度
T68/K
T68/℃




-
-
-
-
沸点25/76atm
沸点
沸点
国际实用温标(IPTS-68)的固定点
四个温度段:规定各温度段所使用的标准仪器
①低温铂电阻温度计(—);
②铂电阻温度计(—);
③铂铑-铂热电偶温度计(—);
④光测温度计()。
国际实用开尔文温度与国际实用摄氏温度分别用符号T68和t68来区别(一般简写为T与t)。

是工程上最通用的温度标尺。摄氏温标是在标准大气压(即101325Pa)下将水的冰点与沸点中间划分一百个等份,每一等份称为摄氏一度(摄氏度,℃),一般用小写字母t表示。与热力学温标单位开尔文并用。
摄氏温标与国际实用温标温度之间的关系如下:

目前已用得较少,它规定在标准大气压下冰的融点为32华氏度,水的沸点为212华氏度,中间等分为180份,每一等份称为华氏一度,符号用℉,它和摄氏温度的关系如下:
T=t+ K
t=T- ℃
m=+32 ℉
n= 5/9 (m-32) ℃
二、温度传感器的特点与分类
随物体的热膨胀相对变化而引起的体积变化;
蒸气压的温度变化;
电极的温度变