热电偶传感器.ppt

第2章 温度传感器
温度测量概述
热电偶传感器
热电阻式传感器
集成温度传感器
其他温度传感器
热电偶传感器
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。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。
热电偶传感器
温度标志着物质内部大量分子无规则运动的剧烈程度。温度越高，表示物体内部分子热运动越剧烈。
模拟图：在一个密闭的空间里，气体分子在高温时的运动速度比低温时快！
低温
高温
热电偶传感器
温度测量
接触式温度传感器
非接触式温度传感器
接触式温度传感器的特点：传感器直接与被测物体接触进行温度测量，由于被测物体的热量传递给传感器，降低了被测物体温度，特别是被测物体热容量较小时，测量精度较低。因此采用这种方式要测得物体的真实温度的前提条件是被测物体的热容量要足够大。
非接触式温度传感器主要是利用被测物体热辐射而发出红外线，从而测量物体的温度，可进行遥测。其制造成本较高，测量精度却较低。优点是：不从被测物体上吸收热量；不会干扰被测对象的温度场；连续测量不会产生消耗；反应快等。
温度测量概述
热电偶传感器
热电偶传感器
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；
电极的温度变化
热电偶产生的电动势；
光电效应
热电效应
介电常数、导磁率的温度变化；
物质的变色、融解；
强性振动温度变化；
热放射；
热噪声。
温度传感器的物理原理
热电偶传感器
物理现象
体积热膨胀
电阻变化
温差电现象
导磁率变化
电容变化
压电效应
超声波传播速度变化
物质 颜色
P–N结电动势
晶体管特性变化
可控硅动作特性变化
热、光辐射
种类
铂测温电阻、热敏电阻
热电偶
BaSrTiO3陶瓷
石英晶体振动器
超声波温度计
示温涂料 液晶
半导体二极管
晶体管半导体集成电路温度传感器
可控硅
辐射温度传感器 光学高温计
2. 玻璃制水银温度计

6. 气体压力温度计
1．热铁氧体 2．Fe-Ni-Cu合金
热电偶传感器
此外，还有微波测温温度传感器、噪声测温温度传感器、温度图测温温度传感器、热流计、射流测温计、核磁共振测温计、穆斯保尔效应测温计、约瑟夫逊效应测温计、低温超导转换测温计、光纤温度传感器等。这些温度传感器有的已获得应用，有的尚在研制中。
热电偶传感器
温标
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。
温标：表示温度大小的尺度是温度的标尺。
热电偶传感器
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。
1．热力学温标
2．国际实用温标
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。
热电偶传感器