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1、l7.3.1 金 屬 熱 電 阻l7.3.2 半 導(dǎo) 體 熱 敏 電 阻l7.3.3 熱 電 阻 式 傳 感 器 的 應(yīng) 用 基 于 導(dǎo) 體 或 半 導(dǎo) 體 的 電 阻 值 隨 溫 度 而 變 化 的 特 性 。優(yōu) 點(diǎn) ： 信 號(hào) 可 以 遠(yuǎn) 傳 、 靈 敏 度 高 、 無 參 比 溫 度 。金 屬 熱 電 阻 穩(wěn) 定 性 好 、 準(zhǔn) 確 度 高 ， 可 作 為 基 準(zhǔn) 儀 表 。缺 點(diǎn) ： 電 源 激 勵(lì) 、 自 熱 現(xiàn) 象 ， 影 響 精 度 。 作 為 熱 電 阻 的 材 料 要 求 ： 電 阻 溫 度 系 數(shù) 要 大 ， 以 提 高 熱 電 阻 的 靈 敏 度 ； 電 阻 率 盡 可

2、能 大 ， 以 便 減 小 電 阻 體 尺 寸 ； 熱 容 量 要 小 ， 以 便 提 高 熱 電 阻 的 響 應(yīng) 速 度 ； 在 測 量 范 圍 內(nèi) ， 應(yīng) 具 有 穩(wěn) 定 的 物 理 和 化 學(xué) 性 能 ； 電 阻 與 溫 度 的 關(guān) 系 最 好 接 近 于 線 性 ； 應(yīng) 有 良 好 的 可 加 工 性 ， 且 價(jià) 格 便 宜 。熱 電 阻 電 阻 體 （ 最 主 要 部 分 ） 絕 緣 套 管 接 線 盒使 用 最 廣 泛 的 熱 電 阻 材 料 是 鉑 和 銅 l 鉑 熱 電 阻主 要 作 為 標(biāo) 準(zhǔn) 電 阻 溫 度 計(jì) ， 廣 泛 應(yīng) 用 于 溫 度基 準(zhǔn) 、 標(biāo) 準(zhǔn) 的 傳 遞

3、。l 銅 熱 電 阻測 量 精 度 要 求 不 高 且 溫 度 較 低 的 場 合 ， 測 量范 圍 一 般 為 50 150 。 l 長 時(shí) 間 穩(wěn) 定 的 復(fù) 現(xiàn) 性 可 達(dá) 10-4 K ， 是 目 前 測 溫復(fù) 現(xiàn) 性 最 好 的 一 種 溫 度 計(jì) 。鉑 電 阻 的 精 度 與 鉑 的 提 純 程 度 有 關(guān) 1000(100) RW Rl 百 度 電 阻 比 W（ 100） 越 高 ， 表 示 鉑 絲 純 度 越 高 ，l 國 際 實(shí) 用 溫 標(biāo) 規(guī) 定 ， 作 為 基 準(zhǔn) 器 的 鉑 電 阻 ， W（ 100） 1.3925l 目 前 技 術(shù) 水 平 已 達(dá) 到 W（ 100）

4、1.3930， 相 當(dāng) 于 99.9995%l 工 業(yè) 用 鉑 電 阻 的 純 度 W（ 100） 為 1.387 1.390。 o0 o100 0 C100 CRR： 電 阻 阻 值: 電 阻 阻 值 鉑 絲 的 電 阻 值 與 溫 度 之 間 的 關(guān) 系 ， 即 特 性 方 程 如 下 :2 301 ( 100) tR R At Bt C t t 當(dāng) 溫 度 t 在 0 t 650 時(shí) ： 201 tR R At Bt 國 內(nèi) 統(tǒng) 一 設(shè) 計(jì) 的 工 業(yè) 用 標(biāo) 準(zhǔn) 鉑 電 阻 ， W（ 100） 1.391，R0分 為 10和 100兩 種 ， 分 度 號(hào) 分 別 為 Pt10和 Pt1

5、00，并 給 出 其 分 度 表 （ 給 出 阻 值 和 溫 度 的 關(guān) 系 ） 當(dāng) 溫 度 t 在 200 t 0 時(shí) ： l 應(yīng) 用 ： 測 量 精 度 要 求 不 高 且 溫 度 較 低 的 場 合測 量 范 圍 ： 50 150l 優(yōu) 點(diǎn) ： 溫 度 范 圍 內(nèi) 線 性 關(guān) 系 好 ， 靈 敏 度 比 鉑 電 阻高 ， 容 易 提 純 、 加 工 ， 價(jià) 格 便 宜 ， 復(fù) 制 性 能 好 。l 缺 點(diǎn) ： 易 于 氧 化 ， 一 般 只 用 于 150 以 下 的 低 溫測 量 和 沒 有 水 分 及 無 侵 蝕 性 介 質(zhì) 的 溫 度 測 量 。 與鉑 相 比 ， 銅 的 電 阻

6、率 低 ， 所 以 銅 電 阻 的 體 積 較 大 。 銅 電 阻 的 阻 值 與 溫 度 之 間 的 關(guān) 系為 工 業(yè) 上 使 用 的 標(biāo) 準(zhǔn) 化 銅 熱 電 阻 的 R0按 國 內(nèi) 統(tǒng) 一 設(shè)計(jì) 取 50和 100兩 種 ， 分 度 號(hào) 分 別 為 Cu50和Cu100， 相 應(yīng) 的 分 度 表 可 查 閱 相 關(guān) 資 料 。 A、 B、 C為 常 數(shù) ， 常 取 A (4.25 4.28) 10-3/ . 2 30 1R t R At Bt Ct 普通工業(yè)用熱電阻式溫度傳感器 電 阻 絲 采 用 無 感 繞 法 （ 兩 線 圈 電 流 流 向 相 反 ， 電 感 互 相抵 消 ） 繞 在

7、 絕 緣 支 架 上 ， 圖 b所 示 。1 電 阻 體 ； 2 瓷 絕 緣 套 管 ； 3 不 銹 鋼 套 管 ； 4 安 裝 固 定 件 ； 5 引 線 口 ；6 接 線 盒 ； 7 芯 柱 ； 8 電 阻 絲 ； 9 保 護(hù) 膜 ； 10 引 線 端 銅 熱 電 阻 l 利 用 半 導(dǎo) 體 的 電 阻 值 隨 溫 度 顯 著 變 化 的 特 性 制 成l 由 金 屬 氧 化 物 和 化 合 物 按 不 同 的 配 方 比 例 燒 結(jié)l 優(yōu) 點(diǎn) ： 熱 敏 電 阻 的 溫 度 系 數(shù) 比 金 屬 大 （ 4 9倍 ） 電 阻 率 大 ， 體 積 小 ， 熱 慣 性 小 ， 適 于 測 量

8、點(diǎn) 溫 、表 面 溫 度 及 快 速 變 化 的 溫 度 。 結(jié) 構(gòu) 簡 單 、 機(jī) 械 性 能 好 。l 缺 點(diǎn) ： 線 性 度 較 差 ， 復(fù) 現(xiàn) 性 和 互 換 性 較 差 。 正 溫 度 系 數(shù) (PTC)負(fù) 溫 度 系 數(shù) (NTC) 臨 界 溫 度 系 數(shù) (CTR) 熱 敏 電 阻 典 型 特 性 PTC熱 敏 電 阻 正 溫 度 系 數(shù) 鈦 酸 鋇 摻 合 稀 土 元 素 燒 結(jié) 而 成 用 途 ： 各 種 電 器 設(shè) 備 的 過 熱 保 護(hù) ， 發(fā) 熱 源 的 定 溫 控 制 ， 限 流 元 件 。 CTR熱 敏 電 阻 臨 界 溫 度 系 數(shù) 以 三 氧 化 二 釩 與 鋇

9、 、 硅 等 氧 化 物 ， 在 磷 、 硅 氧化 物 在 弱 還 原 氣 氛 中 混 合 燒 結(jié) 而 成 。 在 某 個(gè) 溫 度上 電 阻 值 急 劇 變 化 ,具 有 開 關(guān) 特 性 。 用 途 ： 溫 度 開 關(guān) NTC熱 敏 電 阻 很 高 的 負(fù) 電 阻 溫 度 系 數(shù) 主 要 由 Mn、 Co、 Ni、 Fe、 Cu等 過 渡 金 屬 氧化 物 混 合 燒 結(jié) 而 成 ， 改 變 混 合 物 的 成 分 和 配 比就 可 以 獲 得 測 溫 范 圍 、 阻 值 及 溫 度 系 數(shù) 不 同 的NTC熱 敏 電 阻 。 應(yīng) 用 ： 點(diǎn) 溫 、 表 面 溫 度 、 溫 差 、 溫 場 等

10、 測 量 自 動(dòng) 控 制 及 電 子 線 路 的 熱 補(bǔ) 償 線 路 l 構(gòu) 成 ： 熱 敏 探 頭 、 引 線 、 殼 體l 二 端 和 三 端 器 件 ： 為 直 熱 式 ， 即 熱 敏 電 阻 直 接 由 連接 的 電 路 獲 得 功 率 ；l 四 端 器 件 ： 旁 熱 式l 體 積 達(dá) 到 小 型 化 與 超 小 型 化 。 MF12型 NTC熱 敏 電 阻聚 脂 塑 料 封 裝熱 敏 電 阻 玻 璃 封 裝 NTC熱 敏 電 阻MF58 型 熱 敏 電 阻 帶 安 裝 孔 的 熱 敏 電 阻大 功 率 PTC熱 敏 電 阻 貼 片 式 NTC熱 敏 電 阻 MF58型 （ 珠 形

11、） 高 精度 負(fù) 溫 度 系 數(shù) 熱 敏 電 阻MF5A-3型 熱 敏 電 阻 溫 度 特 性NTC型 熱 敏 電 阻 ， 在 較 小 的 溫 度 范 圍 內(nèi) ， 電 阻 -溫 度 特 性 0 01 1 1 1273 2730 0B BT T t tTR R e R e 式 中 RT , R0熱 敏 電 阻 在 絕 對 溫 度 T， T0時(shí) 的 阻 值 ( )； T0, T 介 質(zhì) 的 起 始 溫 度 和 變 化 溫 度 （ K） ； t0 , t 介 質(zhì) 的 起 始 溫 度 和 變 化 溫 度 （ ） ； B 熱 敏 電 阻 材 料 常 數(shù) ， 一 般 為 2000 6000K， 其 大 小

12、 取 決 于 熱 敏 電 阻 的 材 料 。 0 01 1ln TRB R T T 若 已 知 兩 個(gè) 電 阻 值 以 及 相 應(yīng) 的 溫 度 值 ， 就 可 求 得 B值 。一 般 取 20 和 100 時(shí) 的 電 阻 R20 和 R100計(jì) 算 B值 ，即 將 T=373K， T0=293K代 入 上 式 ， 則201001365ln RB R 將 B值 及 R0=R20 代 入 式 就 確 定 了 熱 敏 電 阻 的 溫 度 特 性 : 21 TT dR BR dT T B和 值 是 表 征 熱 敏 電 阻 材 料 性 能 的 兩 個(gè) 重 要參 數(shù) ， 熱 敏 電 阻 的 電 阻 溫 度

13、 系 數(shù) 比 金 屬 絲 的 電阻 溫 度 系 數(shù) 高 很 多 ， 所 以 它 的 靈 敏 度 很 高 。 熱 敏 電 阻 在 其 本 身 溫 度 變 化 1 時(shí) ， 電阻 值 的 相 對 變 化 量 l 在 穩(wěn) 態(tài) 情 況 下 ， 通 過 熱 敏 電 阻 的 電 流 I與 其 兩 端 的 電 壓U之 間 的 關(guān) 系 。l 當(dāng) 流 過 熱 敏 電 阻 的 電 流 很 小 時(shí) :不 足 以 使 之 加 熱 。 電 阻值 只 決 定 于 環(huán) 境 溫 度 ， 伏 安 特 性 是 直 線 ， 遵 循 歐 姆 定律 。 主 要 用 來 測 溫 。l 當(dāng) 電 流 增 大 到 一 定 值 時(shí) ： 流 過 熱

14、 敏 電 阻 的 電 流 使 之 加熱 ， 本 身 溫 度 升 高 ， 出 現(xiàn) 負(fù) 阻 特 性 。 因 電 阻 減 小 ， 即使 電 流 增 大 ， 端 電 壓 反 而 下 降 。 其 所 能 升 高 的 溫 度 與環(huán) 境 條 件 (周 圍 介 質(zhì) 溫 度 及 散 熱 條 件 )有 關(guān) 。 當(dāng) 電 流 和 周圍 介 質(zhì) 溫 度 一 定 時(shí) ， 熱 敏 電 阻 的 電 阻 值 取 決 于 介 質(zhì) 的流 速 、 流 量 、 密 度 等 散 熱 條 件 。 可 用 它 來 測 量 流 體 速度 和 介 質(zhì) 密 度 。 標(biāo) 稱 電 阻 值 RH : 在 環(huán) 境 溫 度 為 25 0.2 時(shí) 測 得 的

15、 電 阻值 ， 又 稱 冷 電 阻 。 其 大 小 取 決 于 熱 敏 電 阻 的 材 料 和 幾何 尺 寸 。 材 料 常 數(shù) B(K)： 描 述 材 料 特 性 的 一 個(gè) 常 數(shù) ， 取 決 于 熱敏 電 阻 材 料 的 激 活 能 力 ， 值 大 ， 靈 敏 度 高 。(3)電 阻 溫 度 系 數(shù) ： 指 溫 度 升 高 1 時(shí) ， 電 阻 值 的 相 對 變化 量 。 電 阻 率 越 高 ， 溫 度 系 數(shù) 也 越 大 。(4)耗 散 系 數(shù) H 指 熱 敏 電 阻 的 溫 度 與 周 圍 介 質(zhì) 的 溫 度 相 差1 時(shí) 熱 敏 電 阻 所 耗 散 的 功 率 ， 單 位 為 mW

16、 / ；(5) 熱 容 量 C 熱 敏 電 阻 的 溫 度 變 化 1 所 需 吸 收 或 釋 放 的熱 量 ， 單 位 為 J ； (6) 能 量 靈 敏 度 G （ W）使 熱 敏 電 阻 的 阻 值 變 化 1 所 需 耗 散 的 功 率 。(7) 時(shí) 間 常 數(shù) 溫 度 為 T0的 熱 敏 電 阻 突 然 置 于 溫度 為 T 的 介 質(zhì) 中 ， 熱 敏 電 阻 的 溫 度 增 量 T= 0.63 (T T0) 時(shí) 所 需 的 時(shí) 間 。 (8) 額 定 功 率 PE 在 標(biāo) 準(zhǔn) 壓 力 （ 750mmHg） 和 規(guī)定 的 最 高 環(huán) 境 溫 度 下 ， 熱 敏 電 阻 長 期 連 續(xù)

17、 使 用所 允 許 的 耗 散 功 率 ， 單 位 為 W。 在 實(shí) 際 使 用 時(shí) ，熱 敏 電 阻 所 消 耗 的 功 率 不 得 超 過 額 定 功 率 。 ( / ) 100G H /C H NTC的 幾 種 組 合 電 路 及 其 熱 電 特 性 熱 敏 電 阻 的 電 阻 -溫 度 特 性 呈 指 數(shù) 關(guān) 系 ， 有 較 大 非 線性 ， 一 般 處 理 方 法 是 與 溫 度 系 數(shù) 小 的 電 阻 進(jìn) 行 串 并 聯(lián) ， 使其 等 效 電 阻 在 一 定 溫 度 范 圍 內(nèi) 是 線 性 的 。 1 金 屬 熱 電 阻 傳 感 器 200 +500 范 圍 的 溫 度 測 量 特

18、 點(diǎn) ： 精 度 高 、 適 于 測 低 溫 。2 半 導(dǎo) 體 熱 敏 電 阻 傳 感 器應(yīng) 用 范 圍 很 廣 ， 可 在 宇 宙 航 船 、 醫(yī) 學(xué) 、 工 業(yè) 及家 用 電 器 等 方 面 用 作 測 溫 、 控 溫 、 溫 度 補(bǔ) 償 、流 速 測 量 、 液 面 指 示 等 。 l 工 業(yè) 廣 泛 使 用 ， 200 +500 范 圍 溫 度 測 量 。在 特 殊 情 況 下 ， 測 量 的 低 溫 端 可 達(dá) 3.4K， 甚 至更 低 ， 1K左 右 。 高 溫 端 可 測 到 1000 。l 溫 度 測 量 的 特 點(diǎn) ： 精 度 高 、 適 于 測 低 溫 。l 傳 感 器 的

19、 測 量 電 路 ： 經(jīng) 常 使 用 電 橋 ， 精 度 較 高的 是 自 動(dòng) 電 橋 。l 為 消 除 由 于 連 接 導(dǎo) 線 電 阻 隨 環(huán) 境 溫 度 變 化 而 造成 的 測 量 誤 差 ， 常 采 用 三 線 制 和 四 線 制 連 接 法 。 l 這 種 引 線 方 式 簡 單 、 費(fèi) 用 低 ，但 是 引 線 電 阻 以 及 引 線 電 阻的 變 化 會(huì) 帶 來 附 加 誤 差 。l 兩 線 制 適 于 引 線 不 長 、 測 溫精 度 要 求 較 低 的 場 合 。 2r/R10 -3時(shí) ，誤 差 才 可 忽 略 熱 電 阻 測 溫 電 橋 的 三 線 制 接 法 工 業(yè) 用

20、熱 電 阻 一 般 采 用 三 線 制 ， 消 除 引 線 電 阻 影 響 ， 提 高 測 量 精 度G檢 流 計(jì) ， R1 ， R2 ， R3固 定 電 阻 ，R a零 位 調(diào) 節(jié) 電 阻 ， R t 熱 電 阻 熱 電 阻 測 溫 電 橋 的 四 線 制 接 法 精 密 測 量 中 ， 采 用 四 線 制 接 法 ， 有 效 消 除 線 路 寄 生 電 勢 。調(diào) 零 電 位 器 l 實(shí) 驗(yàn) 室 用 ， 高 精 度 測 量l 四 根 導(dǎo) 線 引 到 現(xiàn) 場 溫 度計(jì) 。l 當(dāng) 壓 表 測 量 電 流 很 小 時(shí) ，可 完 全 消 除 引 線 電 阻 影響 。 恒 流 源 供 電 l 鉑 測

21、溫 電 阻 缺 點(diǎn) ： 響 應(yīng) 速 度 慢 、 容 易 破 損 、 難 于 測 定 狹 窄 位 置 的 溫 度 。l 現(xiàn) 逐 漸 使 用 能 大 幅 度 改 善 上 述 缺 點(diǎn) 的 極 細(xì) 型 鎧裝 鉑 測 溫 電 阻 ， 因 而 使 應(yīng) 用 領(lǐng) 域 進(jìn) 一 步 擴(kuò) 大 。l 主 要 應(yīng) 用 ： 鋼 鐵 、 石 油 化 工 的 各 種 工 藝 過 程 ；纖 維 等 工 業(yè) 的 熱 處 理 工 藝 ； 食 品 工 業(yè) 的 各 種 自動(dòng) 裝 置 ； 空 調(diào) 、 冷 凍 冷 藏 工 業(yè) ； 宇 航 和 航 空 、物 化 設(shè) 備 及 恒 溫 槽 。 1連 通 玻 璃 管 2流 通 玻 璃 管 3鉑 絲

22、 （ a） 真 空 度 測 量 方 法 對 環(huán) 境 溫 度 變 化 比 較 敏 感 ， 實(shí) 際 應(yīng) 用 中 有 恒 溫 或 溫 度 補(bǔ) 償 裝 置 。 可 測 到 133.322 10-5Pa。（ b） 可 檢 測 管 內(nèi) 氣 體 介 質(zhì) 成 分 比 例 變 化 、 熱 風(fēng) 流 速 變 化 溫 度 測 量 溫 度 控 制 溫 度 補(bǔ) 償 流 量 測 量 l 開 關(guān) S旋 到 1處 接 通 校 正 電 路 ， 調(diào) 節(jié) R6使 顯 示 儀 表 的 指 針 轉(zhuǎn) 至 測 量上 限 ， 用 以 消 除 由 于 電 源 E電 壓 變 化 產(chǎn) 生 的 誤 差 。l 當(dāng) 熱 敏 電 阻 感 溫 元 件 插 入

23、 被 測 介 質(zhì) 后 ， 再 將 切 換 開 關(guān) 旋 到 2處 ，接 通 測 量 電 路 ， 這 時(shí) 顯 示 儀 表 的 示 值 即 為 被 測 介 質(zhì) 的 溫 度 值 。 熱敏電阻點(diǎn)溫計(jì) 簡易溫度控制器 l 由 VR設(shè) 定 動(dòng) 作 溫 度 。 如 下 ： 實(shí) 際 溫 度 低 時(shí) ， R t 大 ， VT1的 be之 間 電 壓大 于 導(dǎo) 通 電 壓 ， VT1導(dǎo) 通 ， 相 繼 VT2也 導(dǎo) 通 ， 繼 電 器 吸 合 ， 電 熱 絲 加 熱 。 l 當(dāng) 實(shí) 際 溫 度 達(dá) 到 要 求 控 制 的 溫 度 時(shí) ， 由 于 R t（ NTC型 ） 的 阻 值 降 低 ， 使VTl的 be電 壓

24、 過 低 ( 0.6V) , VTl截 止 ， 相 繼 VT2截 止 ， 繼 電 器 斷 開 ， 電 熱絲 斷 電 而 停 止 加 熱 。 這 樣 便 達(dá) 到 控 制 溫 度 的 目 的 。 加 熱 指示 燈 儀表中的電阻溫度補(bǔ)償電路 金 屬 一 般 具 有 正 的 溫 度 系 數(shù) ，采 用 負(fù) 溫 度 系 數(shù) 的 熱 敏 電 阻 進(jìn) 行 補(bǔ) 償 ，可 以 抵 消 由 于 溫 度 變 化 所 產(chǎn) 生 的 誤 差 改 善 溫 度 系 數(shù) 非 線 性 l 熱 式 質(zhì) 量 流 量 計(jì) 原 理 ： 流 體 中 熱 傳 遞 與 熱 轉(zhuǎn) 移 與 流 體 質(zhì) 量 的 關(guān) 系 。 利 用 外 熱 源 對 被

25、測 流 體 加 熱 ， 測 量 因 流 體 流 動(dòng) 造 成的 溫 度 場 變 化 ， 從 而 測 得 流 體 的 質(zhì) 量 流 量 。 流 量 方 程 式 ： 采 用 恒 定 功 率 法 ， 測 量 溫 差 T可 以 求 出 質(zhì) 量 流 量 。若 采 用 恒 定 溫 差 法 ， 求 出 輸 入 功 率 P就 可 求 出 質(zhì) 量流 量 。 m pPq c T pP c T： 加 熱 功 率 ； ： 比 定 壓 熱 容 ； ： 加 熱 器 前 后 溫 度 差 1 鎳 管 ； (導(dǎo) 熱 性 能 好 )2 加 熱 線 圈 ；3 測 溫 線 圈 （ 電 阻 ） ；4 調(diào) 零 電 阻 ；5 電 表原 理 ：

26、 加 熱 器 、 測 溫 電 阻 安 裝 在 小 口 徑 金 屬 管 壁 外 ， 兩 個(gè) 測 溫 電 阻 接 電 橋 輸出 。 管 內(nèi) 流 體 靜 止 時(shí) ， 調(diào) 節(jié) 電 橋 平 衡 。 當(dāng) 有 流 體 流 過 時(shí) 形 成 變 化 溫 度 場 ， 測溫 電 阻 變 化 ， 電 橋 不 平 衡 電 壓 輸 出 ， 正 比 于 溫 差 T， 由 此 測 出 質(zhì) 量 。應(yīng) 用 ： 熱 式 流 量 計(jì) 適 用 于 微 小 流 量 測 量 。 需 測 大 流 量 時(shí) ， 要 作 分 流 。 結(jié) 構(gòu) 簡單 ， 壓 力 損 失 小 ， 非 接 觸 測 量 。 缺 點(diǎn) 靈 敏 度 低 ， 需 溫 度 補(bǔ) 償

27、。恒 定 功 率 法液 體 流 向 利 用 熱 敏 電 阻 上 的 熱 量 消 耗 和 介 質(zhì) 流 速 的關(guān) 系 可 以 測 量 流 量 、 流 速 、 風(fēng) 速 等 。 熱敏電阻流量計(jì) R t1和 R t2分 別 置 于 管道 中 央 和 不 受 介 質(zhì) 流速 影 響 的 小 室 中 ， 介質(zhì) 靜 止 時(shí) ， 電 橋 平 衡 ；當(dāng) 介 質(zhì) 流 動(dòng) 時(shí) ， 將Rt1的 熱 量 帶 走 ， 阻值 變 化 ， 橋 路 相 應(yīng) 輸出 。 介 質(zhì) 從 R t1上 帶走 的 熱 量 大 小 與 介 質(zhì)流 量 有 關(guān) ， 所 以 可 以用 它 測 流 量 。 原 理 ： 由 兩 個(gè) 基 準(zhǔn) 級(jí) 熱 電 阻

28、(鉑 RTD)組 成 。 一 個(gè) 是 質(zhì) 量 速 度 傳感 器 T1， 一 個(gè) 是 測 量 氣 體 溫 度 變 化 的 溫 度 傳 感 器 T2。 當(dāng) 這 兩 個(gè)RTD置 于 被 測 氣 體 中 時(shí) ， 其 中 傳 感 器 T1被 加 熱 到 氣 體 溫 度 以 上的 一 個(gè) 恒 定 的 溫 差 ， 另 一 個(gè) 傳 感 器 T2用 于 感 應(yīng) 被 測 氣 體 溫 度 。隨 著 氣 體 質(zhì) 量 流 速 的 增 加 ， 氣 流 帶 走 更 多 熱 量 ,傳 感 器 T1的 溫 度下 降 ， 要 維 持 T1、 T2恒 定 的 溫 度 差 ， T1的 加 熱 功 率 就 要 增 大 。 LCD 有

29、保 持 功 能 l 以 溫 敏 晶 體 管 為 感 溫 元 件 ， 將 其 與 外 圍 電 路 集 成 在 一 塊芯 片 上 制 成 ， 基 于 半 導(dǎo) 體 PN結(jié) 電 壓 溫 度 特 性 。l 感 溫 電 路 用 兩 個(gè) 溫 敏 晶 體 管 差 分 構(gòu) 成 ， 使 PN結(jié) 溫 度 與 輸出 電 壓 或 電 流 成 線 性 關(guān) 系 ， 稱 PTAT（ Proportional to Absolute Temperature） 核 心 電 路 。l 具 有 體 積 小 、 反 應(yīng) 快 、 線 性 較 好 與 廉 價(jià) 的 優(yōu) 點(diǎn) ， 測 量 范圍 -50150 ， 適 用 于 常 溫 測 量 ，

30、不 在 主 傳 感 器 系 列 ，工 業(yè) 上 用 于 溫 度 補(bǔ) 償 。l 主 要 輸 出 類 型 可 分 為 電 壓 型 、 電 流 型 與 數(shù) 字 型 3種 。 l型 號(hào) ： LM135、 LM235、 LM335系 列 l工 作 溫 度 ： -55 +150 ， -405 +125 ， -10 +100l由 PATA核 心 電 路 與 放 大 電 路 組 成 ， 外 部 3個(gè) 端 子 。U ccUo(10mV/K) 兩端使用 Ucc 三端使用 Uo(10mV/K)10k 第 三 端 ， 外 部 調(diào) 節(jié)25 時(shí) ， 調(diào) 節(jié) 10k電 位器 ， 使 輸 出 電 壓=2.982V， 提 高 精

31、 度 。 l電 流 輸 出 型 典 型 集 成 溫 度 傳 感 器 有 AD590（ 美 國AD公 司 生 產(chǎn) ） ， 國 內(nèi) 同 類 產(chǎn) 品 SG590l器 件 電 源 電 壓 4 30V， 測 溫 范 圍 -50 +150 。AD590 引 腳 和 符 號(hào) 表 示 工 作 電 壓 ： 4V 30V， I 為 一 恒 流 值 輸 出 ， I Tk， 即KT標(biāo) 定 因 子 ， AD590的 標(biāo) 定 因 子 為 1A/K I = KT TK 4V 30V0 I/A U/VAD590伏 安 特 性 曲 線 -55+25+150218298423 55 0 150 273.2AI/ A TC / C

32、 其 溫 度 特 性 曲 線 函 數(shù) 是 以 Tk為 變 量 的 n階 多 項(xiàng) 式 之和 ， 省 略 非 線 性 項(xiàng) 后 則 有 :Tc攝 氏 溫 度 ； I 的 單 位 為 A。 可 見 ， 當(dāng) 溫 度 為 0 時(shí) ， 輸 出 電 流 為 273.2A。 在 常溫 25 時(shí) ， 標(biāo) 定 輸 出 電 流 為 298.2A。I=KTTc 273.2 l 輸 出 電 流 是 以 絕 對 溫 度 零 度（ -273.2 ） 為 基 準(zhǔn) ， 每 增 加1 ， 它 會(huì) 增 加 1A輸 出 電 流， 因 此 在 室 溫 25 時(shí) ， 其 輸 出電 流Iout=（ 273.2+25） =298.2Al 電 流 回 路 串 接 1個(gè) 10k電 阻 ， Vo的 值 為 Io乘 上 10K， 以 室 溫25 而 言 ， 輸 出 值 為10K 298.2A=2.982V l AD590在 溫 度 25（ 298.2K） 時(shí) ， 理 想 輸 出 為298.2A， 實(shí) 際 存 在 誤 差 ，可 通 過 電 位 器 調(diào) 整 ， 使 輸 出電 壓 滿 足 1mV/K 的 關(guān) 系 。 AD590 典 型 應(yīng) 用 l思 考 題 2， 12， 13， 16， 17l練 習(xí) 題 4， 5， 9