温度传感器论文

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毕业设计(论文)-基于专用温度传感器的温度检测系统模板

毕业设计(论文)-基于专用温度传感器的温度检测系统模板

在现代工业领域,温度检测系统是指用某种方式显示出当前的环境温度。

传统使用PTC或NTC电阻作为温度传感器的方式在使用过程中存在着很多不足之处,比如所采集温度的精度比较低、系统的可靠性差、设计难度较大、整体设计成本较高等缺点,已经无法满足现代工业生产中高精度温度控制的需求。

而采用专用温度传感器,则可以在克服以上缺点,很大程度上提高温度检测系统的性能。

本文阐述了一个基于专用温度传感器AD590的高精度温度检测系统的设计和实现过程。

整个设计包括:使用AD590的模拟温度采集传感器,专用仪表放大器AD620的信号处理系统,由ADC0804构成的模数转换电路,采用AT89C52组成的单片机系统,数码管显示系统和整机所需的供电系统。

关键字:温度检测系统;AD590;AT89C52ⅠThe temperature check system in modern industry is that uses some special method to process and display the environmental temperature. Tradition uses PTC or NTC resistance to be using process to there be existing much defects as the temperature sensor way, supposes that what be detected the temperature has a bad accuracy, systematic reliability is bad, has much difficulties to design, and the cost of entire system is expensive. To use this method already unable satisfied modern industry produces the need being hit by the high-accuracy temperature under the control. Use the special temperature transducer could improve the systematic function of temperature detecting.This article elaborated the high-accuracy temperature having set forth a because of special temperature transducer AD590 checks the main body of a book systematically designing and realizing process. Entire design is included: Use the AD590 temperature transducer to detect the analog temperature, instrumentation amplifier AD620 signal process system, change the analog signal to digital signal circuit of ADC0804, the AT89C52 MUC system and the power system.Key word:temperature check system;AD590;AT89C52Ⅱ目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)目录 (Ⅲ)1 绪论 (1)1.1简介 (2)1.2 温度控制系统的国内外现状 (2)1.3温度控制系统方案 (2)1.4 论文的主要任务和所做的工作 (2)2设计方案以及论证 (4)2.2 温度传感部分 (4)2.3 A/D转换部分 (5)2.4数字显示部分 (6)3电路设计 (8)3.1 硬件电路设计 (8)3.1.1 温度采集电路 (8)3.1.2 AD转换电路 (8)3.1.3 单片机电路 (10)3.1.4 显示电路 (14)3.1.5 电源电路 (16)3.2 软件系统设计 (16)3.2.1 主程序设计 (16)3.2.2 AD转换程序 (17)3.2.3 温度采样 (18)3.2.4温度标度转换算法 (19)3.3 特殊元器件介绍 (22)4 总结 (24)参考文献 (25)附录 (26)1 绪论1.1 简介当代社会,温度检测系统被广泛应用于社会生产、生活的各个领域。

温度传感器论文

温度传感器论文

温度传感器论文目录一、温度传感器的概述 (3)二、温度传感器的分类 (3)三、温度传感器的工作原理 (4)四、DS18B20传感器的简介 (6)1、DS18B20传感器的概述 (6)2、DS18B20传感器的应用范围 (6)3、DS18B20传感器的工作原理 (7)4、DS18B20传感器使用中的注意事项 (8)一、温度传感器的概述温度传感器(temperature transducer)是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。

温度传感器是温度测量仪表的核心部分,品种繁多。

温度传感器是最早开发,应用最广的一类传感器。

温度传感器的市场份额大大超过了其他的传感器,从十七世纪初人们开始利用温度进行测量。

在半导体技术的支持下,本世纪相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。

与之相应,根据波与物质的相互作用规律,相继开发了声学温度传感器、红外传感器和微波传感器。

温度传感器是五花八门的各种传感器中最为常用的一种,现代的温度传感器外形非常得小,这样更加让它广泛应用在生产实践的各个领域中,也为人们的生活提供了无数的便利和功能。

二、温度传感器的分类1、接触式接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触,又称温度计。

2、非接触式它的敏感元件与被测对象互不接触,又称非接触式测温仪表。

这种仪表可用来测量运动物体、小目标和热容量小或温度变化迅速(瞬变)对象的表面温度,也可用于测量温度场的温度分布。

三、温度传感器的工作原理1、金属膨胀原理设计的传感器金属在环境温度变化后会产生一个相应的延伸,因此传感器可以以不同方式对这种反应进行信号转换。

2、双金属片式传感器双金属片由两片不同膨胀系数的金属贴在一起而组成,随着温度变化,材料A比另外一种金属膨胀程度要高,引起金属片弯曲。

弯曲的曲率可以转换成一个输出信号。

3、双金属杆和金属管传感器随着温度升高,金属管(材料A)长度增加,而不膨胀钢杆(金属B)的长度并不增加,这样由于位置的改变,金属管的线性膨胀就可以进行传递。

温度传感器实训报告论文

温度传感器实训报告论文

摘要:随着科技的不断进步,温度传感器在工业、农业、医疗等多个领域得到了广泛的应用。

本次实训旨在通过实践操作,深入了解温度传感器的工作原理、性能特点及应用,提高对温度传感器技术的掌握和应用能力。

本文详细介绍了实训过程、实验结果与分析,并对温度传感器的未来发展进行了展望。

关键词:温度传感器;实训;应用;实验;分析一、引言温度传感器是测量温度的重要设备,具有精度高、响应快、抗干扰能力强等优点。

在工业、农业、医疗等领域,温度传感器被广泛应用于生产过程控制、环境监测、设备诊断等方面。

本次实训旨在通过实践操作,让学生深入了解温度传感器的工作原理、性能特点及应用,提高对温度传感器技术的掌握和应用能力。

二、实训目的1. 了解温度传感器的工作原理和性能特点;2. 掌握温度传感器的安装、调试和维护方法;3. 熟悉温度传感器的应用领域和实际操作技能;4. 培养学生的动手能力和团队协作精神。

三、实训内容1. 温度传感器的基本原理与分类;2. 温度传感器的性能指标与选择;3. 常用温度传感器的应用与比较;4. 温度传感器的安装与调试;5. 温度传感器的维护与故障排除。

四、实训过程1. 理论学习:首先,对温度传感器的基本原理、分类、性能指标、应用领域等方面进行了系统的理论学习,为后续实践操作奠定了基础。

2. 实验操作:在实验过程中,学生按照实验指导书的要求,对各种温度传感器进行了安装、调试和测试。

实验内容包括:(1)热电阻温度传感器的安装与测试;(2)热电偶温度传感器的安装与测试;(3)热敏电阻温度传感器的安装与测试;(4)温度传感器的信号调理与显示。

3. 数据分析:通过对实验数据的分析,总结了各种温度传感器的性能特点、适用范围和注意事项。

4. 撰写实训报告:根据实验结果,撰写了实训报告,总结了实训过程中的收获和体会。

五、实验结果与分析1. 热电阻温度传感器:实验结果表明,热电阻温度传感器具有精度高、稳定性好、抗干扰能力强等优点,适用于工业生产过程控制。

AD590温度传感器(自己论文)

AD590温度传感器(自己论文)

590AD 温度传感器摘要本文介绍了基于430MSP 单片机和590AD 温度传感器的一种温度采集系统,是利用169F 430MSP 单片机编程将传感器产生的模拟信号转变为数字信号,并在液晶显示器上显示出实时温度。

该系统中温度测量范围为C 10 -到C 50 。

测量精度达到小数点后一位。

在软件编程上,采用了C 语言进行编程,使用了显示模块程序、数据存取程序、A/D 转换程序等。

通过实验证明,本系统的测试结果与实际环境温度一致,对检测的温度进行实时显示。

关键词: 590AD 模拟温度传感器 D A 转换一、系统设计与实现1.基础部分1.1.系统硬件设计590AD 是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。

它的主要特性是流过器件的电流(A μ)等于器件所处环境的热力学温度(开尔文)度数,即:K /1TI r A =μ 式中:r I —流过器件(AD590)的电流,单位为μA ;因为流过AD590的电流与热力学温度成正比,当电位器阻值1R 一定时,电压1V 随温度改变线性变化。

经运算放大器(跟随器)匹配放大,模拟电压进入单片机模拟信号采集端口。

经单片机模数转换模块处理,转换为数字信号。

将实时温度显示在液晶显示器上。

接口连接电路如图一所示,由于AD590的电流与热力学温度数值相等,则电压1V 与实时温度成正比,所以单片机采集的模拟电压与实时温度成正比。

经过单片机程序运算可以得出实时温度。

1.2.软件程序设计系统程序主要实现对采集来的模拟信号进行模数转换,并对数字信号进行液晶显示,所以程序有采集模拟信号、D A 转换和液晶显示三部分,程序设计流程图如下,1.3.数据分析计算590AD 产生的电流与绝对温度成正比,则单片机采集的电压值与温度成正比,169F 430MSP 单片机中的12ADC 模块转换结果的计算公式如下:-+---⨯=R R R IN ADC V V V V N 4095 其中,IN V 等于输入模拟电压,+R V 为参考电压的正电压,-R V 为参考电压的负电压(一般取0 V )。

温度传感器应用及发展论文

温度传感器应用及发展论文

温度传感器应用及发展论文温度传感器是一种用于测量环境温度的设备,广泛应用于工业、农业、医疗、航空航天等领域。

本文将探讨温度传感器的应用及其发展趋势。

首先,温度传感器在工业领域的应用非常广泛。

工业生产过程中,许多设备和材料的性能受温度影响较大,因此需要实时监测和控制温度。

温度传感器可以用于监测炉温、冷却水温度、液体流体温度等,以确保工业生产的稳定性和安全性。

此外,温度传感器还可以用于监测电子设备的温度,防止过热导致设备损坏。

其次,温度传感器在农业领域也有重要的应用。

农作物的生长和发育受温度影响较大,因此需要实时监测和控制温度,以提供适宜的生长环境。

温度传感器可以用于监测温室内外的温度,帮助农民调节温室内的温度,提高农作物的产量和质量。

此外,温度传感器还可以用于监测土壤温度,帮助农民合理安排灌溉和施肥,提高农作物的生长效率。

此外,温度传感器在医疗领域也有重要的应用。

医疗设备和药品的存储和运输过程中,温度的控制非常重要。

温度传感器可以用于监测药品和疫苗的温度,确保其在适宜的温度范围内保存和运输,以保证其有效性和安全性。

此外,温度传感器还可以用于监测患者的体温,帮助医生及时发现和处理患者的疾病。

最后,温度传感器的发展趋势主要体现在以下几个方面。

首先,随着物联网技术的发展,温度传感器将更加智能化和网络化。

传感器可以通过无线网络与其他设备进行通信,实现远程监测和控制。

其次,温度传感器将更加小型化和集成化。

传感器的体积将更小,功耗更低,可以更方便地嵌入到各种设备中。

再次,温度传感器的精度和稳定性将得到进一步提高。

传感器的测量精度将更高,能够更准确地反映温度变化。

此外,传感器的稳定性也将得到提高,能够在恶劣环境下长时间稳定工作。

最后,温度传感器将更加多样化和多功能化。

传感器将具备多种测量模式和功能,以满足不同领域的需求。

综上所述,温度传感器在工业、农业、医疗等领域有着广泛的应用。

随着物联网技术的发展,温度传感器将更加智能化、小型化、精确化和多功能化。

温度传感器论文

温度传感器论文

摘要本论文主要介绍了温度测量方法以及基于单片机的温度显示与控制实验系统设计,包括原理设计、方案设计和利用keil软件进行编程和调试、程序下载、实验系统调试及数据标定、温度数据的采集及控制几个方面。

首先介绍了AD590传感器的工作原理、组成和测量方法。

其次介绍了单片机的相关知识及相关软件的应用和C语言编程。

最后利用数码管作温度及电压显示,利用小键盘设定控制温度。

其中主要是设计把实际输出电压导入到单片机中进行分析处理并进行温度控制的测试系统。

本设计的主要步骤:首先熟悉实验和相关的资料选择合适的温度传感器(AD590);然后对传感器进行标定并根据实验原理把实际的测试系统设计出来;其次温习C语言,利用C语言对单片机编程显示及控制实际温度。

关键词:AD590传感器;单片机;C语言;数据采集;温度控制AbstractThis paper introduces the method of temperature measurement and temperature display and microcomputer-based controlexperiment system design, including the principles of design, program design and use keil software programming and debugging, program downloads, experimental system debugging and data calibration, temperature data acquisition and control aspects.First introduced the AD590 sensor working principle, composition and methods of measurement. Then, we introduce SCM knowledge and related software applications and C language programming. Finally, the digital control for temperature and voltage display, set the temperature control using a small keyboard. Mainly design to the actual output voltage to the microcontroller into the analysis process and temperature control of the test system.The design of the main steps: first become familiar with test and select the appropriate information related to the temperature sensor (AD590); and sensor calibration and the experimental principle to pass the actual test system came out; second study C language, using C programming language on microcomputer display and control the actual temperature.Keywords: AD590 sensor; SCM; C language; data acquisition; temperature control前言单片微型计算机简称为单片机,又称为微控制器,是微型计算机的一个重要分支。

温度传感器论文 (2)

温度传感器论文 (2)

温度传感器论文摘要本论文研究了温度传感器在工业自动化领域中的应用。

首先介绍了温度传感器的原理和分类。

然后详细讨论了温度传感器在自动化控制系统中的作用。

接着探讨了温度传感器的性能指标以及影响温度传感器精度的因素。

最后,通过实验验证了温度传感器的可靠性和精度。

引言温度是一个重要的物理量,在工业生产和实验研究中具有广泛的应用。

温度传感器作为测量温度的主要工具,其在工业自动化领域中起到了至关重要的作用。

本论文旨在研究温度传感器的原理和应用,以及其在自动化控制系统中的作用。

温度传感器的原理和分类温度传感器是一种能够将物理量(温度)转换成电信号的装置。

根据原理的不同,温度传感器可以分为电阻式温度传感器、热电偶和热敏电阻等多种类型。

电阻式温度传感器电阻式温度传感器是利用材料的温度对电阻值产生影响的原理来测量温度的。

常见的电阻式温度传感器有铂电阻温度传感器(PT100)、铜电阻温度传感器(CT100)等。

其中,PT100是一种常用的高精度温度传感器,广泛应用于温度测量领域。

热电偶热电偶是利用两种不同金属的热电效应来测量温度的。

它由两段不同金属的导线组成,两段导线的接触处称为冷端,另一端则称为热端。

当热电偶的热端与被测温度相接触时,产生的温差会在电压表上显示出热电动势,进而推算出温度。

热敏电阻热敏电阻是指在不同温度下电阻值发生变化的电阻。

常见的热敏电阻有二极管热敏电阻和热敏电阻。

热敏电阻的工作原理是基于半导体材料的特性,通过测量电阻值来间接反映温度。

温度传感器在自动化控制系统中的作用温度传感器在自动化控制系统中扮演着非常重要的角色。

它可以实时感知环境温度,并将温度信号转换为电信号输送给控制器。

控制器根据温度传感器的反馈信号来调整系统的工作状态,以达到设定温度的目标。

温度传感器的准确性和稳定性对系统的控制精度至关重要,因此选择合适的温度传感器对系统性能至关重要。

温度传感器的性能指标精度精度是指温度传感器输出值与真实温度之间的误差。

温度传感器特性论文

温度传感器特性论文

摘要本课题通过实验对不同类型的半导体PN结器件进行正向压降与温度特性的测量,获取实验数据,通过整理、分析、比较、综合实验数据,从中比较各器件灵敏度,线性度的优劣,为温度传感器选择提供依据。

主要分析了不同型号的二极管的温度特性,不同型号的四种温度传感器的探究,各种型号的不同参数在一定的条件下随温度的变化关系,主要测量的传感器有:铂电阻;半导体热敏电阻;PN结; AD590等。

关键词铂电阻;半导体热敏电阻;PN结;(AD590);温度传感器绪言传统的温度计在测量的过程中,往往有一定的限制性,不容易测量,而且很容易产生误差,测量结果往往不准确。

在有些医疗和工业复杂的环境中,传统的温度计无法完成测量任务。

而温度传感器的出现,对温度的测量带来了一定的便利性和可操作性。

温度传感器是检测温度的器件,被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域,其种类多,发展快。

温度传感器一般分为接触式和非接触式两大类。

接触式温度传感器有热电偶、热敏电阻以及铂电阻等,利用其产生的热电动势或电阻随温度变化的特性来测量物体的温度,被广泛用于家用电器、汽车、船舶、控制设备、工业测量、通信设备等.另外,还有一些新开发研制的传感器,例如,有利用半导体PN 结电流/电压特性随温度变化的半导体集成传感器;有利用光纤传播特性随温度变化或半导体透光随温度变化的光纤传感器;有利用弹性表面波及振子的振荡频率随温度变化的传感器;有利用核四重共振的振荡频率随温度变化的NQR传感器;有利用在居里温度附近磁性急剧变化的磁性温度传感器以及利用液晶或涂料颜色随温度变化的传感器等。

非接触方式是通过检测光传感器中红外线来测量物体的温度,有利用半导体吸收光而使电子迁移的量子型与吸收光而引起温度变化的热型传感器.非接触传感器广泛用于接触温度传感器、辐射温度计、报警装置、来客告知器、火灾报警器、自动门、气体分析仪、分光光度计、资源探测等。

本实验将通过测量几种常用的接触式温度传感器的特征物理量随温度的变化,来了解这些温度传感器的工作原理。

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温度传感器论文徐彬杰(四川大学物理学院学号:1142021030)摘要:温度是表征物体冷热程度的物理量。

温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量。

测温传感器就是将温度信息转换成易于传递和处理的电信号的传感器。

传感器属于信息技术的前沿尖端产品,尤其是温度传感器被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域,数量高居各种传感器之首。

半导体传感器是利用某些半导体的电阻随温度变化而变化的特性制成的。

半导体具有很宽的温度反应特性,各种半导体的温度反应区段不同。

本文主要论述了通过使用DH-SJ5温度传感器实验装置探究几种不同类型的温度传感器的原理和温度特性。

本文主要讨论了DH-SJ5通过使用DH-SJ5温度传感器实验装置探索一些不同类型的温度传感器原理及温度特性。

关键词:温度传感器,DH-SJ5恒温装置,九孔板一、温度传感器概述温度是一个基本的物理量,自然界中的一切过程无不与温度密切相关。

温度传感器是最早开发,应用最广的一类传感器。

温度传感器的市场份额大大超过了其他的传感器。

在半导体技术的支持下,相继开发了半导体热电偶传感器、PN 结温度传感器和集成温度传感器。

二、温度传感器的类型2.1电阻式传感器热电阻式传感器是利用导电物体的电阻率随温度而变化的效应制成的传感器。

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。

它分为金属热电阻和半导体热电阻两大类。

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=R t0[1+α(t-t 0)]式中,R t 为温度t 时的阻值;R t0为温度t 0(通常t 0=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tB t AeR 式中R t 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。

常用的热电阻有铂热电阻、热敏电阻和铜热电阻。

其中铂电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。

金属铂具有电阻温度系数大,感应灵敏;电阻率高,元件尺寸小;电阻值随温度变化而变化基本呈线性关系;在测温范围内,物理、化学性能稳定,长期复现性好,测量精度高,是目前公认制造热电阻的最好材料。

但铂在高温下,易受还原性介质的污染,使铂丝变脆并改变电阻与温度之间的线性关系,因此使用时应装在保护套管中。

用铂的此种物理特性制成的传感器称为铂电阻温度传感器,利用铂的此种物理特性制成的传感器称为铂电阻温度传感器,通常使用的铂电阻温度传感器零度阻值为100Ω,电阻变化率为0.3851Ω/℃,TCR=(R 100-R 0)/(R 0×100),R 0为0℃的阻值,R 100为100℃的阻值,按IEC751国际标准,温度系数TCR=0.003851,Pt100(R 0=100Ω)、Pt1000(R 0=1000Ω)为统一设计型铂电阻。

铂热电阻的特点是物理化学性能稳定。

尤其是耐氧化能力强、测量精度高、应用温度范围广,有很好的重现性,是中低温区(-200℃~650℃)最常用的一种温度检测器。

热敏电阻(Thermally Sensitive Resistor,简称为Thermistor),是对温度敏感的电阻的总称,是一种电阻元件,即电阻值随温度变化的电阻。

一般分为两种基本类型:负温度系数热敏电阻NTC (Negative Temperature Coefficient)和正温度系数热敏电阻PTC (Positive Temperature Coefficient)。

NTC 热敏电阻表现为随温度的上升,其电阻值下降;而PTC 热敏电阻正好相反。

NTC 热敏热电阻大多数是由Mn(锰)、Ni(镍)、Co(钴)、Fe(铁)、Cu(铜)等金属的氧化物经过烧结而成的半导体材料制成。

因此,不能在太高的温度场合下使用。

不竟然,其使用范围有的也可以达到了-200℃~700℃,但一般的情况下,其通常的使用范围在-100℃~300℃。

NTC 热敏热电阻热响应时间一般跟封装形式、阻值、材料常数(热敏指数)、热时间常数有关。

材料常数(热敏指数)B 值反映了两个温度之间的电阻变化,热敏电阻的特性就是由它的大小决定的,B 值(K)被定义为:2121212111lg lg 3026.211ln ln T T R R T T R R B --⨯=--=;R T1:温度T 1(K)时的零功率电阻值;R T2:温度T 2(K)时的零功率电阻值;T 1,T 2:两个被指定的温度(K)。

对于常用的NTC 热敏电阻,B 值范围一般在2000K ~6000K 之间。

热时间常数是指在零功率条件下,当温度突变时,热敏电阻的温度变化了始未两个温度差的63.2%时所需的时间。

热时间常数与NTC 热敏电阻的热容量成正比,与其耗散系数成反比。

这两种热敏电阻均具有特定的特点和优点,以应用于不同的领域。

而铜(Cu50)热电阻测温范围小,在-50~150℃范围内,稳定性好,便宜;但体积大,机械强度较低。

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。

通常用于测量精度不高的场合。

铜电阻有R 0=50Ω和R 0=100Ω两种,它们的分度号为Cu50和Cu100。

其中Cu50的应用最为广泛。

2.2半导体温度传感器PN 结半导体温度传感器是利用半导体PN 结的温度特性制成的。

其工作原理是PN 结两端的电压随着温度的升高而减少。

PN 结温度传感器则具有灵敏度高、线性好、热响应快和体积轻巧等特点,尤其是温度数字化、温度控制以及用微机进行温度实时讯号处理等方面,乃是其它温度传感器所不能比拟的。

目前结型温度传感器主要以硅为材料,原因是硅材料易于实现功能化,即将测温单元和恒流、放大等电路组合成一块集成电路。

美国Motorola 公司在1979年就开始生产测温晶体管及其组件,如今灵敏度高达100mV /℃、分辨率不低于0.1℃的硅集成电路温度传感器。

但是以硅为材料的这类温度传感器也不是尽善尽美的,在非线性不超过标准值0.5%的条件下,其工作温度一般为-50℃~150℃,与其它温度传感器相比,测温范围的局限性较大,如果采用不同材料如锑化铟或砷化镓的PN 结可以展宽低温区或高温区的测量范围。

八十年代中期我国就研制成功SiC 为材料的PN 结温度传感器,其高温区可延伸到500℃,并荣获国际博览会金奖。

2.3晶体温度传感器晶体温度传感器是利用晶体的各向异性,并通过选择适当的切割角度切割而成,这是一种可将温度转换成频率的传感器,这种传感器用于计算机测量时可省去模数转换。

因此,适合于计算机测温的应用。

2.4非接触型温度传感器非接触型温度传感器是利用物体表面散发出来的光或热来进行测量的。

常用的非接触型传感器多数是红外传感器,适合于高速运行物体、带电体、高温及高压物体的温度测量。

这种红外测温传感器具有反应速度快、灵敏度高、测量准确、测温范围广泛等特点。

2.5热电式传感器1、热电偶测温基本原理将两种不同的金属丝一端熔合起来,如果给它们的连结点和基准点之间提供不同的温度,就会产生电压,即热电势。

这种现象叫做塞贝克效应。

将两种不同材料的导体或半导体A 和B 焊接起来,构成一个闭合回路,如图2-1所示。

当导体A 和B 的两个执着点1和2之间存在温差时,两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。

热电偶就是利用这一效应来工作的,属有源传感器。

它能将温度直接转换成热电势。

热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。

其优点是:(1)测量精度高。

因热电偶直接与被测对象接触,不受中间介质的影响。

(2)测量范围广。

测温范围极宽、从-270℃的极低温度到2600℃的超高温度都可以测量,而且在600℃~2000℃的温图2-1度范围内可以进行精确的测量(600℃以下时,铂电阻的测量精度更高)。

某些特殊热电偶最低可测到-269℃(如金铁镍铬),最高可达+2800℃(如钨-铼)。

(3)构造简单,使用方便。

热电偶通常是由两种不同的金属丝组成,而且不受大小和开头的限制,外有保护套管,用起来非常方便。

(4)测温精度高、准确、可靠、性能稳定、热惯性小。

通常用于高温炉的测量和快速测量方面。

2、热电偶的种类及结构形成(1)热电偶的种类常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。

所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶,它有与其配套的显示仪表可供选用。

非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶,一般也没有统一的分度表,主要用于某些特殊场合的测量。

标准化热电偶我国从1988年1月1日起,热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产,并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。

(2)热电偶的结构形式为了保证热电偶可靠、稳定地工作,对它的结构要求如下:①组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固。

②两个热电极彼此之间应很好地绝缘,以防短路。

③补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠。

④保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。

3、热电偶冷端的温度补偿由于热电偶的材料一般都比较贵重(特别是采用贵金属时),而测温点到仪表的距离都很远,为了节省热电偶材料,降低成本,通常采用补偿导线把热电偶的冷端(自由端)延伸到温度比较稳定的控制室内,连接到仪表端子上。

必须指出,热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极,使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上,它本身并不能消除冷端温度变≠0℃时化对测温的影响,不起补偿作用。

因此,还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t对测温的影响。

在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配,极性不能接错,补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过100℃。

2.6光纤温度传感器光纤温度传感器分为相位调制型光纤温度传感器(灵敏度高)、热辐射光纤温度传感器(可监视一些大型电气设备,如电机、变压器等内部热点的变化情况)和传光型光纤温度传感器(体积小、灵敏度高、工作可靠、易制作)。

2.7液压温度传感器这种传感器流体受热会产生膨胀,膨胀程度与所加的热量成正比。

在根据液压原理制成的温度传感器中,最普通的就是大家熟悉的水银温度计。

2.8智能温度传感器智能温度传感器由于在一个芯片上集成有温度传感器、处理器、存储器、A/D转换器等部件。

因此,这类传感器具有判断和信息处理能力,并可对测量值进行各种修正和误差补偿,同时还带有自诊断、自校准功能,可大大提高系统的可靠性,并能和计算机直接联机。

三、DH-SJ5温度传感器实验装置概述DH-SJ5型温度传感器实验装置是以分离的温度传感器探头元器件,单个电子元件,以九孔板为实验平台来测量温度的设计性实验装置。

该实验装置提供了多种测温方法,自行设计测温电路来测量温度传感器的温度特性。

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