第五讲热电式传感器 主讲教师：张翰文 黑龙江广播电视大学 HEILONGJIANG RADIO&TELEVISION UNIVERSITY
1 第五讲 热电式传感器 主讲教师 ： 张翰文
温故知新 1、电感式传感器的基础知识： 掌握电磁感应的基本概念、电感式传感器应用场合和特 点，理解其工作过程。 2、几种常见的电感式传感器的结构和工作原理： 一、三种经典结构可变型自感传感器 (1)变气隙式(2)变面积式(3)螺线管式 二、变压器式传感器（线圈互感 三、涡流式传感器（应用广泛） 3、电感式传感器的测量转换电路： 目标：△X→△L→△Y 即：F→f\V\A 4、电感式传感器的应用： 测位移（线、角）、力、加速度、震动、金属、探伤等 2
2 1、电感式传感器的基础知识： 掌握电磁感应的基本概念、电感式传感器应用场合和特 点，理解其工作过程。 2、几种常见的电感式传感器的结构和工作原理： 一、三种经典结构可变型自感传感器 （1）变气隙式（2）变面积式（3）螺线管式 二、变压器式传感器（线圈互感） 三、涡流式传感器（应用广泛） 3、电感式传感器的测量转换电路： 目标： 即： 4、电感式传感器的应用： 测位移（线、角）、力、加速度、震动、金属、探伤等 温 故 知 新
本讲内容提要 1、热电式传感器的基础知识： 掌握热电式传感器的基本概念、应用场合和 特点，理解其工作过程。 2、几种常见的热电式传感器的工作原理： (1)热电偶(2)热敏电阻(3)红外式 3、热电式传感器的测量转换电路： 电阻桥式网络、电压放大器、电流放大器 4、热电式传感器的应用： 数字体温计、智能温度表等 3
3 1、热电式传感器的基础知识： 掌握热电式传感器的基本概念、应用场合和 特点，理解其工作过程。 2、几种常见的热电式传感器的工作原理： （1）热电偶（2）热敏电阻（3）红外式 3、热电式传感器的测量转换电路： 电阻桥式网络、电压放大器、电流放大器 4、热电式传感器的应用： 数字体温计、智能温度表等 本讲内容提要
热电式传感器基出 温度是表征物体冷热程度的物理量。它反映 物体内部各分子运动平均动能的大小 温度可以利用物体的某些物理性质（电阻、 电势、等)随着温度变化的特征进行测量。 测量方法按作用原理分接触式和非接触式。 接触式传感器接触温度场，二者进行热交换。 (热电偶、热电阻温度传感器)
4 热电式传感器基础 温度是表征物体冷热程度的物理量。它反映 物体内部各分子运动平均动能的大小。 温度可以利用物体的某些物理性质（电阻、 电势、等）随着温度变化的特征进行测量。 测量方法按作用原理分接触式和非接触式。 接触式传感器接触温度场，二者进行热交换。 （热电偶、热电阻温度传感器）
温度传感器的种类及特点 接触式温度传感器 非接触式温度传感 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 5
5 ⚫ 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。 温度传感器的种类及特点
接触式：测温范围在-250一1800度，适用于远距 离多点测量。 非接触式测温方法是应用物体的热辐射能量随 温度的变化而变化的原理。物体辐射能量的大小与 温度有关，当选择合适的接收检测装置时，便可测得 被测对象发出的热辐射能量并且转换成可测量和显 示的各种信号，实现温度的测量。这类测温方法的 温度传感器主要有光电高温传感器、红外辐射温度 传感器、光纤高温传感器等。测量范围600-6000度。 6
6 接触式：测温范围在-250——1800度，适用于远距 离多点测量。 非接触式测温方法是应用物体的热辐射能量随 温度的变化而变化的原理。物体辐射能量的大小与 温度有关, 当选择合适的接收检测装置时, 便可测得 被测对象发出的热辐射能量并且转换成可测量和显 示的各种信号, 实现温度的测量。这类测温方法的 温度传感器主要有光电高温传感器、红外辐射温度 传感器、光纤高温传感器等。测量范围600—6000度
9.1 热电偶传感器 热电偶是工程上应用最广泛的温度传感器。它是将温度量转换为电量 变化的装置。它构造简单，使用方便，具有较高的准确度、稳定性及复现 性，温度测量范围宽，在温度测量中占有重要的地位。 一、热电偶工作原理 1.热电效应 两种不同材料的导体或半导体连成闭合回路，两个接点分别置于温度为 T和TO的热源中，该回路内会产生热电势。热电势的大小反映两个接点 温度差，保持TO不变，热电势随着温度T变化而变化。测得热电势的值， 即可知道温度T的大小。 7
7 9.1 热电偶传感器 热电偶是工程上应用最广泛的温度传感器。 它是将温度量转换为电量 变化的装置。它构造简单, 使用方便, 具有较高的准确度、稳定性及复现 性, 温度测量范围宽, 在温度测量中占有重要的地位。 一、 1.热电效应 两种不同材料的导体或半导体连成闭合回路，两个接点分别置于温度为 T和T0的热源中，该回路内会产生热电势。热电势的大小反映两个接点 温度差，保持T0不变，热电势随着温度T变化而变化。测得热电势的值， 即可知道温度T的大小
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9.1.2常用热电偶的结构 1.普通工业用装配式热电偶 aa字 接线盒保险套管 绝缘套管 热电偶丝 图9-9工业用装配式热电偶结构示意图 9
9 9.1.2 常用热电偶的结构 1. 普通工业用装配式热电偶 图9-9 工业用装配式热电偶结构示意图 接线盒 保险套管 绝缘套管 热电偶丝
两种不同的导体（或半导体）组成一个闭合回路 在闭合回路中，A、B导体称为热电极。T端结点称 为工作端或热端；TO端结点称为冷端或自由端。 产生的热电势由两部分组成：温差电势和接触电势 A T EAE(T,To) TO B 10
10 两种不同的导体（或半导体）组成一个闭合回路, 在闭合回路中，A、B导体称为热电极。T端结点称 为工作端或热端；T0端结点称为冷端或自由端。 产生的热电势由两部分组成: 温差电势和接触电势