【传感器技术】第7章 温度传感器,热电偶，热电阻，热敏电阻，集成温度传感器
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目录
7.1 基本概念
7.1.1 温标
7.1.2 温度传感器的分类
7.1.3 选用原则
7.2 热电偶
7.2.1 工作原理
1．热电效应
2.两种导体的接触电势
3.单一导体的温差电势
编辑4.基本定律
7.2.2 标准化热电偶
7.2.3 热电偶冷端温度的处理
1.补偿导线法
2.计算修正补偿
3.自由端恒温法 (冰浴法）
4.自动补偿 （补偿电桥法）
7.2.4 热电偶的结构形式
(1)普通型热电偶
(2)铠装热电偶
(3)薄膜热电偶
7.3 金属热电阻（热电阻
7.3.1 常用热电阻温度特性
2.铜热电阻
7.3.2 热电阻传感器的结构
7.3.3 热电阻基本应用电路编辑编辑
7.4 半导体热敏电阻（热敏电阻）
7.4.1 热敏电阻的原理
7.4.2 热敏电阻的外形结构
7.4.3 热敏电阻的应用
7.5 集成温度传感器
7.5.1 集成温度传感器概况
7.5.2 AD590集成温度传感器应用实例
本章小节
7.1 基本概念
7.2 热电偶
7.3 金属热电阻(热电阻)
7.4 半导体热敏电阻(热敏电阻)
7.5 集成温度传感器
7.1 基本概念
7.1.1 温标
用来度量物体温度数值的标尺叫温标。它规定了温度的读数起点（零点）和测量温度的基本单位。目前，国际上用得较多的温标有华氏温标、摄氏温标、热力学温标和国际实用温标。
7.1.2 温度传感器的分类
温度传感器有各种类型，根据敏感元件与被测介质接触与否，可分为接触式和非接触式两大类，见表7-1。
7.1.3 选用原则
表7-1列出了各种温度传感器大致的测温范围，在使用温度传感器时，应根据以下要求选择合适的传感器，这些要求包括：被测对象的温度范围；传感器的灵敏度、精度和噪声、响应速度；使用环境情况；价格等。
7.2 热电偶
热电偶在温度的测量中应用十分广泛，它构造简单，使用方便，测温范围宽，并且有较高的精确度和稳定性。
7.2.1 工作原理
1．热电效应
当两种不同的导体A和B组成闭合回路时，若两接点温度不同，则在该电路中会产生电动势，这种现象称为热电效应。
2.两种导体的接触电势
3.单一导体的温差电势
4.基本定律
（1）均质导体定律。
（2）中间导体定律。
（3）中间温度定律。
7.2.2 标准化热电偶
根据热电偶的测温原理，任何两种导体都可以组成热电偶，用来测量温度。常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。
7.2.3 热电偶冷端温度的处理
1.补偿导线法
2.计算修正补偿
3.自由端恒温法 (冰浴法）
4.自动补偿 （补偿电桥法）
7.2.4 热电偶的结构形式
普通型、铠装型和薄膜型
(1)普通型热电偶
(2)铠装热电偶
(3)薄膜热电偶
7.3 金属热电阻（热电阻
热电阻传感器是利用导体或半导体的电阻值随温度变化而变化的原理进行测温的。热电阻传感器分为金属热电阻和半导体热电阻两大类,一般把金属热电阻称为热电阻,而把半导体热电阻称为热敏电阻。
7.3.1 常用热电阻温度特性
1.铂热电阻
在-200°C~0°C范围内
2.铜热电阻
7.3.2 热电阻传感器的结构
7.3.3 热电阻基本应用电路
7.4 半导体热敏电阻（热敏电阻）
7.4.1 热敏电阻的原理
热敏电阻是利用半导体的电阻随温度变化的特性制成的测温元件。按温度系数可分为三种类型：正温度系数型PTC（随温度的升高电阻增大的热敏电阻）、负温度系数型NTC（随温度的升高电阻变小的热敏电阻）以及在某一定温度下电阻值会发生突变的临界温度电阻器CTR。
7.4.2 热敏电阻的外形结构
热敏电阻的形状多种多样，有圆片状、圆柱状、珠状等，如图7-19所示。
7.4.3 热敏电阻的应用
热敏电阻除了用于温度传感器外，还可以用于因发热状态的变化而引起电阻变化的风速传感器、微流速传感器、气体传感器、湿度传感器等。
7.5 集成温度传感器
7.5.1 集成温度传感器概况
集成温度传感器是利用晶体管PN结的电流电压特性与温度的关系,把感温PN结及有关电子线路集成在一个小硅片上,构成一个小型化、一体化的专用集成电路片。
7.5.2 AD590集成温度传感器应用实例
AD590是应用广泛的一种集成温度传感器,由于它内部有放大电路,再配上相应外电路,可方便地构成各种应用电路。
(1) 温度测量电路
(2) 控温电路
(3) 热电偶参考端补偿电路
本章小节
温度传感器种类繁多，主要分为接触式和非接触式两大类，其中常用的是接触式温度测量，并着重介绍了热电偶、热电阻、热敏电阻和集成温度传感器（AD590）。热电偶和热电阻主要应用在工业环境中，热敏电阻和集成温度传感器由于价格低、使用方便等特点在各种非工业生产过程领域中有广泛的应用。但是接触式温度测量方法需要将传感器置于被测对象中，通过热交换，使之达到热平衡，这使得温度测量的响应时间较长，同时敏感元件的插入破坏了原被测对象的温度场。非接触式温度测量时只需要把温度计对准被测物体，而不必与被测物体直接接触，不会破坏被测对象的温度场，可以用于运动物体以及高温物体表面的温度测量。