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1、传感器检测技术 传传感器检测检测 技术术 项目一：电子秤（重量测量） 项目二：声光控单元 项目三：轮胎压力测控 项目四：鸡雏孵化室恒温控制 项目五：电子温度计的设计与制作 项目六：LEM霍尔电流传感器传感器检测技术课程项目教学资源参考书书目： 王春.简易电子数字温度计的制作J.考试周刊.2009(37). 谢文和.传感技术及其应用M.高等教育出版社，2010. 吴全全.项目教学法J.中国职业 教育.2006(226) 网络资络资 源:返回教学思路设计明确目标标自我探索 合作设计设计展示评评价 Lets GO项项目教学目标标掌握4种温度测测量系统统基本组组成与工作原理; 掌握温度测测量数字温度计
2、组计组 成 ; 掌握利用普通二极管作温度传传感器原理 。能够组够组 成合理的温度检测电检测电 路； 能设计设计 基于普通二极管温度传传感器信号转换转换 与放大电电 路设计设计 ； 能利用温度传传感器与数字电压电压 表组组成数字温度计计。 养成良好的工作责责任心和严谨严谨 的工作作风风； 培养良好的合作精神，创创新精神和竞竞争意识识 。 知识目标能力目标素质目标法兰变 送器充灌设备 的研制7*v v 项目教学进程成品调试 5作品评价 7传感器选取 1电路设计 2 小组演示 6数字电压表 3焊接安装 4温度测试可以用哪些温度测试工具？电子温度计常见的温度测试计常见的温度测试计压力温度计水 银 温
3、度 计玻璃管温度计原理：利用热胀冷缩的来实现温度测量的。分类：煤油温度计、水银温度计、红钢笔水温度计。优点：结构简单，使用方便，测量精度相对较高，价格低廉缺点：是测量上下限和精度受玻璃质量与测温介质的性质限制。压力式温度计测试原理：利用封闭容器内的液体，气体或饱和蒸气受热后产生体积膨胀 或压力变化作为测信号 基本结构：由温包、毛细管和指示表三部分组成。 优点是：结构简单，机械强度高，不怕震动。价格低廉，不需要外部能源。 缺点是：测温范围有限制，一般在-80400;热损失大响应时间较慢;仪表密封系统(温 包，毛细管，弹簧管)损坏难于修理，必须更换;测量精度受环境温度、温包安装原理：利用金属导体的
4、电阻值随温度变化而变化的特性来进行温度测量的优点：测量精度高;再现性好，又保持多年稳定性、精确度; 响应时间快;与热电偶相比不需要冷端补偿。缺点是：价格比热电偶贵;需外接电源;热惯性大;避免使用在有机械振动的场合。 原理：热电偶温度计是由两种不同材料的导体A、 B(热电极)焊接而成的。热端插入被测介质中，另一端 与导线连接，形成回路若两端温度不同，回路中就会产生热电势，热电势两端的函数差即反映温度 优点是：体积小，安装方便;信号可远传作指示、控制用;与压力式温度计相比响应时间少;测温范围宽， 尤其体现在测高温;价格低，再现性好，精度高。 缺点是：热电势与温度之间呈非线性关系;精度 比热电阻低;
5、在同样条件下，热电偶接点容易老化;冷端需 要补偿。 热电热电 偶传传感器热电热电 阻传传感器12热电热电 式传传感器的应应用3热电式传感器是利用转换元件电磁参量随温度变 化的特性，对温度和与温度有关的参量进行检测 的装置。其中将温度变化转换为电阻变化的称为 热电阻传感器；将温度变化转换为热电势变化的 称为热电偶传感器。热电阻传感器可分为金属热电阻式和半导体热电 阻式两大类，前者简称热电阻，后者简称热敏电 阻。热电热电 阻传传感器热电式传感器 热电阻 1.热电阻材料的特点 热电阻材料必须具有以下特点： (1).高温度系数、高电阻率。这样 在同样条件下可加快反应速度， 提高灵敏度，减小体积和重量。
6、 (2).化学、物理性能稳定。以保证 在使用温度范围内热电阻的测量 准确性。 (3).良好的输出特性。即必须有线 性的或者接近线性的输出。 (4).良好的工艺性，以便于批量生 产、降低成本。2 2、热电阻的使用温度范围：、热电阻的使用温度范围：中低温区中低温区 -200600 -200600 热电式传感器3.常见热电阻材料及其特性 铂、铜为应用最广的热电阻材料。虽然铁、镍的温 度系数和电阻率均比铂、铜要高，但由于存在着不 易提纯和非线性严重的缺点，因而用得不多。铂容易提纯，在高温和氧化性介质中化学、物理性 能稳定，制成的铂电阻输出输入特性接近线性， 测量精度高。铂热电阻铂热电阻铂电阻阻值与温度
7、变化之间的关系可以近似用下式表示：在0630.74范围内，金属铂的电阻值与温度的关系为：在-1900范围内，金属铂的电阻值与温度的关系为：00时的电阻值时的电阻值 tt时的电阻值时的电阻值 A、B、C 分度系数其中：A=3.9684710-2/；B=-5.84710-7/2；C=-4.2210-12/3) 可以看出，它们的高次项很小。铂电阻在0100时的最大非线性偏差小于0.5；R0不同，Rt与t 的关系也不同。 铂容易提纯，其物理、化学性能在高温和氧化性介质中很稳定。铂电阻的输出 输入特性接近线性，且测量精度高，所以它能用作工业测温元件和作为温度标准。按国际温标IPTS-68规定，在-259
8、.34630.73温域内，以铂电阻温度计作基准器。温度 /0102030405060708090电电阻值值/-20017.28-10059.6555.5251.3847.2143.0238.8034.5630.2925.9821.65-0100.0096.0392.0488.0484.0380.1075.9671.9167.8463.750100.00103.96107.91110.85115.78119.70123.60127.49131.37135.24100139.10142.95146.78150.6054.41158.21162.00165.78169.54173.29200177.
9、03180.75186.48188.10191.88195.56159.23202.89206.53210.07300213.79217.40221.00224.59228.17231.76235.29238.83242.36245.88400249.38252.88256.36259.83263.29266.78270.18272.60277.01280.41500283.8628701 8290.55293.91297.25300.58303.90307.21310.50313.79600317.06320.22323.57326.80330.03333.25WZBWZB型铂电阻分度表型铂
10、电阻分度表R R0 0=100 =100 规规定分度号定分度号B BA A-2-2 分度系数分度系数 A A=3.396487=3.396487 1010-2-2/ /； B B=-5.847=-5.847 1010-7-7/ /2 2；C C=-4.22=-4.22 1010-12-12/ /4 4温度 /0102030405060708090电阻值/-2007.95-10027.4425.5423.6321.7219.7917.8515.9013.9311.959.96-046.0044.1442.3440.5038.5636.8034.9433.0834.2129.33046.00470
11、8249.6451.4553.2655.0656.8658.6560.4362.2110063.9965.7667.5269.2871.0372.7874.5276.2677.9979.7120081.4383.1584.8686.5688.2689.9691.6493.3395.0096.6830098.34100.01101.66103.31104.96106.60108.23109.86111.84113.10400114.72116.32117.93119.52121.11122.70124.28125.86127.94128.99500130.55132.10133.65135.20
12、136.73138.27139.79141.32142.83144.34600145.85147.35148.84150.33151.81153.30 WZBWZB型铂电阻分度表型铂电阻分度表R R0 0=46 =46 规规定分度号定分度号B BA A-1-1 分度系数分度系数 A A=3.396487=3.396487 1010-2-2/ /； B B=-5.847=-5.847 1010-7-7/ /2 2；C C=-4.22=-4.22 1010-12-12/ /4 4在在-50-50150150范围内，铜电阻化学、物理性能稳定，范围内，铜电阻化学、物理性能稳定，输出输出 输入特性接近线
13、性，价格低廉。输入特性接近线性，价格低廉。铜热电阻铜热电阻铜电阻阻值与温度变化之间的关系可近似表示为：铜电阻阻值与温度变化之间的关系可近似表示为：铜电阻的缺点是电阻率低，体积大，热惯性大，在铜电阻的缺点是电阻率低，体积大，热惯性大，在100100以上时易氧化。以上时易氧化。 铟电阻铟电阻用99.999%高纯度的铟丝绕成电阻，适宜在-269-258温度范围内使用。实验证明，在4.2K15K范围内，铟电阻灵敏度比铂电阻高10倍。铟电阻的缺点是材料软，复制性差。 其他热电阻其他热电阻 锰电阻锰电阻锰电阻适宜在-271-210温度范围内使用。其优点是在2K 63K温度范围内电阻随温度变化大，灵敏度高。
14、锰电阻的缺点是材料脆，难拉成丝。 碳电阻碳电阻碳电阻适宜在-273-268.5温度范围内使用。其优点是热容量小，灵敏度高，价格低廉，操作简便。但是碳电阻的热稳定性较差。 热电阻电阻体绝缘套管接线盒热电阻电阻体绝缘套管接线盒5 热电阻的结构6 6 热电阻的类型：热电阻的类型：1. 1. 装配式热电阻装配式热电阻 2. 2. 铠装热电阻铠装热电阻 3. 3. 端面热电阻端面热电阻4. 4. 隔爆型热电阻隔爆型热电阻装配式热电阻装配式热电阻 主要特点： 1、抗振性能好； 2、测温精度高； 3、机械强度高； 4、耐压性能好； 5、性能可靠稳定； 6、 零件分解性好； 7、维修方便； 8、更换易损件成本
15、低； 铠装热电阻铠装热电阻 主要特点：铠装电阻外保护管采用不锈钢，内充满高密度氧化物质绝 缘体，因此它具有很强的抗污染和优良的机械强度，适合 安装在环境恶劣的场合。铠装热电阻通常由铠装铂热电阻 感温元件、安装固定装置和接线装置等主要部件组成等热 响应时间少，减小动态误差；直径小，长度不受限制； 端面热电阻端面热电阻主要特点：端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制， 紧贴在温度计端面。它与一般轴向热电阻相比，能 更正确和快速地反映被测端面的实际温度，适用于 测量轴瓦和其他机件的端面温度。 隔爆型热电阻隔爆型热电阻主要特点： 1、压簧式感温元件，抗振性能好； 2、测量精确度高； 3、机械强度高，耐压性能好； 4、进口薄膜电阻元件，性能可靠稳定； 二热敏电阻热敏电阻是利用半导体的电阻值随温度的变化而显著变化的特性实现测温的。半导体热敏电阻有很高的电阻温度系数，其灵敏度比热电阻高得多。而且体积可以做得很小，故动态特性好，特别适于在-100300之间测温。热敏电阻的缺点是互换性较差，另外其热电特性是非线性的。热敏电阻的结构热敏电阻的结构热敏电阻是由一些金属氧化物，如钴（Co）、锰（Mn）、镍
