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1、.河北科技大学课程设计报告学生姓名： 学 号： 专业班级： 电子信息工程 113 班 课程名称： 传感器原理及应用 学年学期： 2 01 3 2 01 4 学年第 1 学期 指导教师： 2 0 1 3 年 1 2 月.课程设计成绩评定表学生姓名 学 号 成绩专业班级 起止时间 2013.12.302014.01.07设计题目 温度报警器指导教师评语指导教师： 年 月 日.摘要 .2一、 基本原理 .31.1 传感器原理 .31.2 热敏电阻的工作原理 .31.3 热敏传感器的工作原理 .3二热敏电阻的分析介绍 .42.1 热敏电阻简介 .42.2 热敏电阻特点 .42.3 热敏电阻的技术参数
2、.42.4 热敏电阻常见种类： .6三、 设计原理 .6四、 设计电路元件清单 .6五、 统电路结构 .75.1 系统电路图 .75.2 系统分析 .7六、实物图 .8七、 总结 .9.摘要温度是一个非常重要的物理量，因为它直接影响燃烧、化学反应、发酵烘烤、煅烧、蒸馏、浓度、挤压成型、结晶以及空气流动等物理和化学过程。温度控制失误就可能引起生产安全、产品质量、产品产量等一系列问题。因此对温度控制的意义就越来越大。使用自动温度控制系统可以对生产环境的温度进行自动控制，保证生产的自动化、智能化能够顺利、安全进行，从而提高企业的生产效率，保证产品质量。食品加工车间离不开温度的检测，本文设计了简单的车
3、间温度报警器，它能精确实时的测出环境的温度，温度范围为55150，显示精度为0.5。温度是表示物体冷热程度的物理量，从微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量。精确控制食品加工车间的温度对保证食品质量是很有意义的。关键词：温度 自动控制 测量.1、基本原理1.1 传感器原理传感器是能感受规定的被测量件并按照一定的规律（数学函数法则）转换成可用信 号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。传感器是一种检测装置，能感受被测量的 信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制
4、等要求。他是实现自动检测和自动控制的首要环节。1.2 热敏电阻的工作原理热敏电阻是热电阻的一种，所以说，原理都是温度引起电阻变化。但是现在热电阻一般都被工业化了，基本是指 PT100,CU50 等常用热电阻的区别是：一般热电阻都是指金属热电阻（PT100）等，热敏电阻都是指半导体热电阻由于半导体热电阻温度系数要比金属大 10100倍以上，能检测出 10-6的温度变化，而且电阻值可在 0.1100k 间任意选择。所以称为热敏电阻但是热敏电阻阻值随温度变化的曲线呈非线性，而且每个相同型号的线性度也不一样，并且测温范围比较小。所以工业上一般用金属热电阻也就是我们平常所说的热电阻。而热敏电阻一般用在电
5、路板里，比如像通常所说的可以类似于一个保险丝。由于其阻值随温度变化大，可以作为保护器使用。当然这只是一方面，它的用途也很多，如热电偶的冷端温度补偿就是靠热敏电阻来补偿。另外，由于其阻值与温度的关系非线性严重所以元件的一致性很差，并不能像热电阻一样有标准信号。热敏电阻工作原理 NTC 是 Negative Temperature Coefficient 的缩写,意思是负的温度系数,泛指负温度系数很大的半导体材料或元器件，所谓 NTC 热敏电阻器就是负温度系数热敏电阻器。它是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料，采用陶瓷工艺制造而成的。这些金属氧化物材料都具有半导体性质，因为在导电方式上完全类似
6、锗、硅等半导体材料。温度低时，这些氧化物材料的载流子（电子和孔穴）数目少，所以其电阻值较高；随着温度的升高，载流子数目增加，所以电阻值降低。NTC 热敏电阻器在室温下的变化范围在 10O1000000 欧姆，温度系数 -2%-6.5%。NTC 热敏电阻器可广泛应用于温度测量、温度补偿、抑制浪涌电流等场合。1.3 热敏传感器的工作原理热敏温度传感器是基于热敏电阻随周围温度改变而电阻值发生改变的这一特性而进行温度测量和控制的。通过改变阻值改变其两端压降，进一步改变报警器(LED 灯）两端电压来控.制报警器工作还是截止。二热敏电阻的分析介绍2.1 热敏电阻简介热敏电阻是开发早、种类多、发展较成熟的敏
7、感元器件热敏电阻由半导体陶瓷材料组成， 热敏电阻是用半导体材料，大多为负温度系数，即阻值随温度增加而降低。温度变化会造成大的阻值改变，因此它是最灵敏的温度传感器。但热敏电阻的线性度极差，并且与生产工艺有很大关系。制造商给不出标准化的热敏电阻曲线。热敏电阻体积非常小，对温度变化的响应也快。但热敏电阻需要使用电流源，小尺寸也使它对自热误差极为敏感。1利用的原理是温度引起电阻变化若电子和空穴的浓度分别为 n、p，迁移率分别为n、p，则半导体的电导为：=q（ nn+pp）因为 n、p、n、p 都是依赖温度 T的函数，所以电导是温度的函数，因此可由测量电导而推算出温度的高低，并能做出电阻-温度特性曲线这就是半导体热敏电阻的工作原理2.2 热敏电阻特点热敏电阻的主要特点是：灵敏度较高，其电阻温度系数要比金属大 10100 倍以上，能检测出 10-6的温度变化；工作温度范围宽，常温器件适用于-55315 ，高温器件适用温度高于 315（目前最高可达到 2000），低温器件适用于-273 55；体积小，能够测量其他温度计无法测
