讲热电阻温度传感器_物理_自然科学_专业资料

第2讲 温度检测 ① Temperature Measure I 生物医学工程学院 罗敏敏 传感器与检测技术 国际单位制 1960年10月十一届国际计量大会确定了国际通 用的国际单位制，简称SI制。 SI制有七个基本单位： 长度m，时间s，传感质器量与检k测g，技术热力学温度（Kelvin 温度）K，电流单位A，光强度单位cd（坎德拉）， 物质量mol 二个辅助单位： 平面角弧度rad，立体角球面度Sr 2 CONTENTS §2.1 温标及测温方法 §2.2 膨胀式温度计 传感器与检测技术 §2.3 电阻式温度传感器 §2.4 热电偶传感器 3 §2.1 温标及测温方法 ?2.1.1 温标 Temperature Scale ?温标即是温度的数值表示法。温度计的建立都是以某一 种温标为根据。 ?1. 经验温标 ?Empirical Temper传at感ur器e与S检ca测le技术 ?2. 热力学温标 ?Thermodynamics Temperature Scale ?3. 国际实用温标 ?International Practical Temperature Scale 4 1．热力学温标 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 传感器与检测技术 K 表 示。 它 是国 际 基本单位制之一 。 是一种理想温标，不可能实现。 5 2．国际实用温标 为解决国际上温度标准的同意及实用问题，国际上协商决定热电阻温度传感器，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 ， 即传国感器际与检实测技术用 温 标 International Practical Temperature Scale of 1968 (简称IPTS-68)，又称国际温标。 6 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1/273.16，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热电阻温度传感器，热力学温标规定三 相点温度为273.16 K，传感这器是与检建测立技术温标的惟一基准点。 7 国际实用温标（IPTS-68）的固定点 物质 氢 氧 水 温 平衡状态 T68/K 三相点 13.81 沸点25/76atm 7.042 沸点 20.8 沸点 三相点 27.102 传感器与检测技术 54.361 沸点 90.188 三相点 沸点 273.16 373.15 度 T68/℃ -259.34 -266.108 -252.35 -246.048 -218.789 -182.962 0.01 100.0 锌 凝固点 银 凝固点 金 凝固点 692.73 1235.08 1337.58 419.58 961.93 1064.43 8 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（13.81K—273.15K）； ②铂电阻温度计（273.15K—903.89K）； ③铂铑-铂热电偶温度传计感（器与9检0测3.技89术K—1337.58K）； ④光测温度计（1337.58K以上）。

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）。 9 3．摄氏温标 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传感用器与。检测技术 摄氏温标与国际实用温标温度之间的关系 如下： t=T-273.15 ℃ T=t+273.15 K 注意：温度间隔1K=1℃。 冰点T0= 273.15 K。水的三相点温度比冰点高出0.01 K10。 4．华氏温标 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℉，它和摄氏传温感度器与的检测关技术系如下： m=1.8n+32 ℉ n= 5/9 (m-32) ℃ 11 二、温度传感器的特点与分类 1 温度传感器的物理原理 ? 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 ? 热电偶产生的电传动感势器与；检测技术 ? 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。

12 2. 温度传感器应满足的条件 ? 特性与温度之间的关系要适中，并容易检测和处理，且随 温度呈线性变化； ? 除温度以外，特性对其它物理量的灵敏度要低； ? 特性随时间变化要小； ? 重复性好，没有滞后和传老感化器与；检测技术 ? 灵敏度高，坚固耐用，体积小，对检测对象的影响要小； ? 机械性能好，耐化学腐蚀，耐热性能好； ? 能大批量生产，价格便宜； ? 无危险性，无公害等。 13 物 体积热膨胀 理 电阻变化 现 温差电现象 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 1.气体温度计 2. 玻璃制水银温度计 3.玻璃制有机液体温度计 4.双金属温度计 5.液体压力温度计 6. 气体压力温度计 铂测温电阻、热敏电阻 热电偶 1．热铁氧体 2．Fe-Ni-Cu合金 BaSrTiO3陶瓷 传感器与石检英测技晶术体振动器 超声波温度计 种 类 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

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