第7章热电式传感器 基本题： 7.1如何理解温度测量过程的特殊性？ 72金属热电阻的工作机理是什么？使用时应注意的问题是什么？ 7.3比较几种常用的金属热电阻的使用特点。 7.4选择金属热电阻测温时，应从哪几方面考虑？ 7.5比较金属热电阻和半导体热敏电阻的测温特点。 7.6热电阻采用双线无感绕制的出发点是什么？ 7.7半导体热敏电阻有哪几种？各有什么特点？ 7.8半导体热敏电阻的温度特性曲线的特点是什么？ 7.9 一热敏电阻在温度为T和T,时对应的电阻值为R,和R2,试证明热敏电阻常数为 TT2 In RT B= T-T 7.10一热敏电阻在温度T和T,对应的电阻值为R,和R2,试证明该热敏电阻在温度为 、T(T-To 、T(T-T6】 T,时，电阻值为Ro=(R)-(R2)。 7.11热电阻电桥测温系统常用的有几种？各有什么特点？ 7.12一热敏电阻在20℃和60℃时，电阻值分别为100k2和20k2。试确定该热敏电 阻的表达式。 7.13一热敏电阻在0℃和100℃时，电阻值分别为300k2和15k2。要求在不计算出 B的情况下，计算该热敏电阻在20℃的电阻值。 7.14图7.2给出一种测温电路。其中R=2001+0.0081)K2,为感温热电阻；R。=200 k2:工作电压Um=10V;M,N两点的电位差为输出电压。 (1)该测温电路的主要特点是什么？ (2)当测温范围为0~100°C时，该测温电路的测温平均灵敏度是多少？ 图7.2热电阻电桥测温电路 7.15构成热电偶式温度传感器的基本条件是什么？ 7.16简述热电偶的工作机理
1 第7章 热电式传感器 基本题： 7.1 如何理解温度测量过程的特殊性？ 7.2 金属热电阻的工作机理是什么？使用时应注意的问题是什么？ 7.3 比较几种常用的金属热电阻的使用特点。 7.4 选择金属热电阻测温时，应从哪几方面考虑？ 7.5 比较金属热电阻和半导体热敏电阻的测温特点。 7.6 热电阻采用双线无感绕制的出发点是什么？ 7.7 半导体热敏电阻有哪几种？各有什么特点？ 7.8 半导体热敏电阻的温度特性曲线的特点是什么？ 7.9 一热敏电阻在温度为T1 和T2 时对应的电阻值为 RT1 和 RT 2 ，试证明热敏电阻常数为 2 1 2 1 1 2 ln T T R R T T B T T － ＝ 。 7.10 一热敏电阻在温度T1和T2 对应的电阻值为 RT1和 RT 2 ，试证明该热敏电阻在温度为 T0 时，电阻值为 0 1 2 2 1 0 0 2 1 1 2 0 0 1 2 T T T T T T T T T T T T T RT RT R － － － － ＝ 。 7.11 热电阻电桥测温系统常用的有几种？各有什么特点？ 7.12 一热敏电阻在 20 ℃和 60 ℃时，电阻值分别为 100 kΩ 和 20 kΩ。试确定该热敏电 阻的表达式。 7.13 一热敏电阻在 0 ℃和 100 ℃时，电阻值分别为 300 kΩ 和 15 kΩ。要求在不计算出 B 的情况下，计算该热敏电阻在 20 ℃的电阻值。 7.14 图7.2给出一种测温电路。其中 Rt 2001 0.008tKΩ，为感温热电阻； R0 =200 kΩ；工作电压Uin 10V ；M，N两点的电位差为输出电压。 (1) 该测温电路的主要特点是什么？ (2) 当测温范围为0 100 C ～ o 时，该测温电路的测温平均灵敏度是多少？ 图 7.2 热电阻电桥测温电路 7.15 构成热电偶式温度传感器的基本条件是什么？ 7.16 简述热电偶的工作机理
7.17简述热电偶式温度传感器的中间导体定律。 7.18简述热电偶式温度传感器的中间温度定律。 7.19说明薄膜热电偶式温度传感器的主要特点。 7.20说明使用并联热电偶时应注意的问题。 7.21说明使用串联热电偶时应注意的问题。 722使用热电偶测温时，为什么必须进行冷端补偿？如何进行冷端补偿？ 723使用热电偶测温时，如何提高测量的灵敏度？为什么？ 7.24简述P-N结温度传感器的工作机理。 7.25常用的非接触式温度测量系统有几种？ 7.26由图7.5.3，证明式(7.5.4)。 727简述电阻式双功能温度报警器的设计思路。 7.28说明热电阻式气体质量流量传感器的工作机理及应用特点。 提高题： 7.29分析图7.6.4所示的气体质量流量传感器可能的测量误差。 7.30图7.1给出了一种测温范围为0100°C的测温电路。其中R=2001+0.011)k2, 为感温热电阻；R为常值电阻：R=200k2:U为工作电压；M,N两点的电位差为 输出电压。问： (1)如果要求0°C时电路为零位输出，常值电阻R取多少？ (2)如果要求该测温电路的平均灵敏度达到15V/°C,工作电压U取多少？ 图7.1热电阻电桥测温电路 7.31图7.3给出了一种测温电路。其中R,=R1+0.005)K2,为感温热电阻：R,为可 调电阻；U为工作电压。问： (1)该测温电路属于什么测温电路？主要特点是什么？ (2)电路中的G代表什么？若要提高测温灵敏度，G的内阻取大些好，还是小些好？ (3)基于该测温电路的工作机理，给出调节电阻R,随温度变化的关系
2 7.17 简述热电偶式温度传感器的中间导体定律。 7.18 简述热电偶式温度传感器的中间温度定律。 7.19 说明薄膜热电偶式温度传感器的主要特点。 7.20 说明使用并联热电偶时应注意的问题。 7.21 说明使用串联热电偶时应注意的问题。 7.22 使用热电偶测温时，为什么必须进行冷端补偿？如何进行冷端补偿？ 7.23 使用热电偶测温时，如何提高测量的灵敏度？为什么？ 7.24 简述 P-N 结温度传感器的工作机理。 7.25 常用的非接触式温度测量系统有几种？ 7.26 由图 7.5.3，证明式(7.5.4)。 7.27 简述电阻式双功能温度报警器的设计思路。 7.28 说明热电阻式气体质量流量传感器的工作机理及应用特点。 提高题： 7.29 分析图 7.6.4 所示的气体质量流量传感器可能的测量误差。 7.30 图 7.1 给出了一种测温范围为0 100 C ～ o 的测温电路。其中 Rt 2001 0.01tkΩ， 为感温热电阻； Rs 为常值电阻； R0 =200 kΩ；Uin为工作电压；M，N 两点的电位差为 输出电压。问： （1）如果要求0 C o 时电路为零位输出，常值电阻 Rs 取多少？ （2）如果要求该测温电路的平均灵敏度达到 15 mV/ C o ，工作电压Uin取多少？ 图 7.1 热电阻电桥测温电路 7.31 图7.3给出了一种测温电路。其中 Rt R0 1 0.005tKΩ ，为感温热电阻； RB 为可 调电阻；Uin为工作电压。问： (1)该测温电路属于什么测温电路？主要特点是什么？ (2)电路中的G代表什么？若要提高测温灵敏度，G的内阻取大些好，还是小些好？ (3)基于该测温电路的工作机理，给出调节电阻 RB 随温度变化的关系
U G 2R 图73热电阻测温电路 注：题中的图形和公式见教材《传感器技术及应用》（樊尚春编著，北京航空航天大 学出版社，2004) 3
3 图 7.3 热电阻测温电路 注：题中的图形和公式见教材《传感器技术及应用》（樊尚春编著，北京航空航天大 学出版社，2004）