傳感器技術(shù)及其工程應(yīng)用力傳感器

1、第第2章章 溫度傳感器溫度傳感器 2.1 溫度測量概述溫度測量概述 2.2 熱電偶傳感器熱電偶傳感器 2.3 金屬熱電阻傳感器金屬熱電阻傳感器 2.4 集成溫度傳感器集成溫度傳感器 2.5 半導體熱敏電阻半導體熱敏電阻 2.6 負溫度系數(shù)熱敏電阻負溫度系數(shù)熱敏電阻 2.7 溫度傳感器應(yīng)用實例溫度傳感器應(yīng)用實例 2.8 實訓實訓2.1 溫度測量概述溫度測量概述v2.1 溫度測量概述溫度測量概述v 溫度是表征物體冷熱程度的物理量。 v 溫度不能直接測量，而是借助于某種物體的某種物理參數(shù)隨溫度冷熱不同而明顯變化的特性進行間接測量。v 溫度的表示（或測量）須有溫度標準，即溫標。理論上的熱力學溫標，是當

2、前世界通用的國際溫標。v 熱力學溫標確定的溫度數(shù)值為熱力學溫度（符號為T），單位為開爾文（符號為K）。 熱力學溫度是國際上公認的最基本溫度。我國目前實行的為國際攝氏溫度（符號為t）。兩種溫標的換算公式為 t()=T（K）-273.15K 進行間接溫度測量使用的溫度傳感器，通常是由感溫元件部分和溫度顯示部分組成，如圖2-1所示。 圖2-1 溫度傳感器組成框圖 2.2 熱電偶傳感器熱電偶傳感器v2.2 熱電偶傳感器熱電偶傳感器v 熱電偶在溫度的測量中應(yīng)用十分廣泛。它構(gòu)造簡單，使用方便，測溫范圍寬，并且有較高的精確度和穩(wěn)定性。v熱電偶測溫原理熱電偶測溫原理v1.熱電效應(yīng)v 如圖2-2所示，兩種不同材

3、料的導體組成一個閉合回路時，若兩接點溫度不同，則在該回路中會產(chǎn)生電動勢。這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，該電動勢稱為熱電勢。 圖2-2 熱電效應(yīng) 2.兩種導體的接觸電勢 假設(shè)兩種金屬A、B的自由電子密度分別為nA和nB,且nAnB。當兩種金屬相接時，將產(chǎn)生自由電子的擴散現(xiàn)象。 達到動態(tài)平衡時，在A、B之間形成穩(wěn)定的電位差，即接觸電勢eAB，如圖2-3所示。 圖2-3 兩種導體的接觸電勢 3.單一導體的溫差電勢 對于單一導體，如果兩端溫度分別為T、TO，且TTO，如圖2-4所示。 圖2-4 單一導體溫差電勢v 導體中的自由電子，在高溫端具有較大的動能，因而向低溫端擴散，在導體兩端產(chǎn)生了電勢，這個電勢稱為單

4、一導體的溫差電勢。 勢電偶回路中產(chǎn)生的總熱電勢，由圖2-5可知： EAB(T,TO)=eAB(T)+eB(T,TO)-eAB(TO)-eA(T,TO)或 EAB(t,tO)=eAB(t)+eB(t,tO)-eAB(tO)-eA(t,tO) 式中：EAB(T,TO): 熱電偶回路中的總電動勢；eAB(T): 熱端接觸電勢；eB(T,TO): B導體溫差電勢；eAB(TO): 冷端接觸電勢；eA(T,TO): A導體溫差電勢。 圖2-5 接觸電勢示意圖v 在總電勢中，溫差電勢比接觸電勢小很多，可忽略不計，則熱電偶的熱電勢可表示為v EAB(T,TO)=eAB(T)-eAB(TO) v 對于已選定的

5、熱電偶，當參考端溫度TO恒定時，EAB(TO)=c為常數(shù)，則總的熱電勢就只與溫度T成單值函數(shù)關(guān)系，即：v EAB(T,TO)=eAB(T)- c =f(T) v 實際應(yīng)用時可通過熱電偶分度表查出溫度值。v 分度表是在參考端溫度為00C時，通過實驗建立的熱電勢與工作端溫度之間的數(shù)值對應(yīng)關(guān)系。 v.熱電偶的基本定律v(1)中間導體定律v 在熱電偶回路中接入第三種導體，只要該導體兩端溫度相等，則熱電偶產(chǎn)生的總熱電勢不變。v 如圖2-6所示，可得回路總的熱電勢v EABC(T,TO)=eAB(T)-eAB(TO)=EAB(T,TO)v 根據(jù)這個定律，我們可采取任何方式焊接導線，將熱電勢通過導線接至測量

6、儀表進行測量，且不影響測量精度。 圖2-6 中間導體定律示意圖 v(2)中間溫度定律v 在熱電偶測量回路中，測量端溫度為T，自由端溫度為TO，中間溫度為O，如圖2-7所示。則T，TO熱電勢等于T，TO與TO，TO熱電勢的代數(shù)和。即vEAB(T,TO)=EAB(T,TO)+EAB(TO,TO)v 運用該定律可使測量距離加長，也可用于消除熱電偶自由端溫度變化影響。 圖2-7 中間溫度定律示意圖 v(3)參考電極定律（也稱組成定律）v 如圖2-8所示。v 已知熱電極A、B與參考電極C組成的熱電偶在結(jié)點溫度為(T，T0)時的熱電動勢分別為EAC(T，T0)、EBC(T，T0)，v 則相同溫度下，由A、

7、B兩種熱電極配對后的熱電動勢EAB(T，T0)可按下面公式計算：v EAB(T，T0)=EAC(T，T0)-EBC(T，T0) v 大大簡化了熱電偶選配電極的工作。圖2-8 參考電極定律示意圖 v 例2.1 v 當T為100，T0為0時，鉻合金鉑熱電偶的E（100，0）=+3.13mV，鋁合金鉑熱電偶E（100，0）為-1.02mV，求鉻合金鋁合金組成熱電偶的熱電勢E（100，0）。v解：v 設(shè)鉻合金為A，鋁合金為B，鉑為C。v即 EAC（100，0）=+3.13mVv EBC（100，0）=-1.02mVv則 EAB(100,0)=+4.15mVv熱電偶的結(jié)構(gòu)形式和標準化熱電偶熱電偶的結(jié)構(gòu)形

8、式和標準化熱電偶v1.普通型熱電偶v 普通型熱電偶一般由熱電極、絕緣套管、保護管和接線盒組成。v 普通型熱電偶按其安裝時的連接形式可分為固定螺紋連接、固定法蘭連接、活動法蘭連接、無固定裝置等多種形式。v 如圖2-9所示： 1-熱電極;2-絕緣瓷管;3-保護管;4-接線座;5-接線柱;6-接線盒 圖2-9 直形無固定裝置普通工業(yè)用熱電偶 v 絕緣套管：v 熱電偶的工作端被焊接在一起，熱電極之間需要用絕緣套管保護。v 通常測量溫度在1000以下選用粘土質(zhì)絕緣套管，v 在1300以下選用高鋁絕緣套管，v 在1600以下選用剛玉絕緣套管。v 保護管：v 保護管的作用是使熱電偶電極不直接與被測介質(zhì)接觸，

9、v 它不僅可延長熱電偶的壽命，v 還可起到支撐和固定熱電極，增加其強度的作用。v 材料主要有金屬和非金屬兩類。v2.鎧裝熱電偶（纜式熱電偶）v 鎧裝熱電偶也稱纜式熱電偶，是將熱電偶絲與電熔氧化鎂絕緣物溶鑄在一起，外表再套不銹鋼管等構(gòu)成。v 這種熱電偶耐高壓、反應(yīng)時間短、堅固耐用。v 如圖2-10所示： 1-熱電極;2-絕緣材料;3-金屬套管;4-接線盒;5-固定裝置 圖2-10 鎧裝熱電偶 3.薄膜熱電偶 用真空鍍膜技術(shù)或真空濺射等方法，將熱電偶材料沉積在絕緣片表面而構(gòu)成的熱電偶稱為薄膜熱電偶。 如圖2-11所示： 圖2-11 薄膜熱電偶 v4.標準化熱電偶和分度表v 為了準確可靠地進行溫度測

10、量，必須對熱電偶組成材料嚴格選擇。v 常用的4種標準化熱電偶絲材料為v 鉑銠30鉑銠6、鉑銠10鉑、鎳鉻鎳硅、v和鎳鉻銅鎳（我國通常稱為鎳鉻康銅）。v 組成熱電偶的兩種材料，寫在前面的為正極，寫在后面的為負極。v 熱電偶的熱電動勢與溫度的關(guān)系表，稱之為分度表。v 熱電偶（包括后面要介紹的金屬熱電阻及測量儀表）分度表是IEC（國際電工委員會）發(fā)表的相關(guān)技術(shù)標準（國際溫標）。v 該標準以表格的形式規(guī)定各種熱電偶/阻在-2712300每一個溫度點上的輸出電動勢（參考端溫度為0），v 各種熱電偶/阻命名統(tǒng)一代號，稱為分度號。v 我國于1988年1月1日起采用該標準（以前用的稱之為舊標準），v 我國指定

11、S、B、E、K、R、J、T七種標準化熱電偶為我國統(tǒng)一設(shè)計型熱電偶。v5幾種標準化熱電偶性能v1）鉑銠10鉑熱電偶（分度號為S，也稱為單鉑銠熱電偶，舊分度號為LB3）v 特點是性能穩(wěn)定，精度高，抗氧化性強，長期使用溫度可達1300。v2）鉑銠13鉑熱電偶（分度號為R，也稱為單鉑銠熱電偶）v 同S型相比，它的熱電動勢率大15%左右，其它性能幾乎相同。v3）鉑銠30鉑銠6熱電偶（分度號為B，也稱為雙鉑銠熱電偶，舊分度號為LL2）v 在室溫下，其熱電動勢很小，故在測量時一般不用補償導線，可忽略冷端溫度變化的影響。v 長期使用溫度為1600，短期為1800，因熱電動勢較小，故需配用靈敏度較高的顯示儀表。

12、v 即使在還原氣氛下，其壽命也是R或S型的1020倍。缺點是價格昂貴。v4）鎳鉻鎳硅（鎳鋁）熱電偶（分度號為K，舊分度號為EU2）v 是抗氧化性較強的賤金屬熱電偶，可測量01300溫度。v 熱電動勢與溫度的關(guān)系近似線性，價格便宜，是目前用量最大的熱電偶。v5）銅銅鎳熱電偶（分度號為T，舊分度號為CK）v 價格便宜，使用溫度是-200350。v6）鐵銅鎳熱電偶（分度號為J）v 價格便宜,適用于真空、氧化或惰性氣氛中，溫度范圍為-200800。v7）鎳鉻銅鎳熱電偶（分度號為E，舊分度號為EA2）v 是一種較新的產(chǎn)品，裸露式結(jié)構(gòu)無保護管，在常用的熱電偶中，其熱電動勢最大。適用于0400溫度范圍。v熱

13、電偶測溫及參考端溫度補償熱電偶測溫及參考端溫度補償v1.熱電偶測溫基本電路v 如圖2-12所示，v圖（a）表示了測量某點溫度連接示意圖。v圖（b）表示兩個熱電偶并聯(lián)測量兩點平均溫度。v圖（c）為兩熱電偶正向串聯(lián)測兩點溫度之和。v圖（d）為兩熱電偶反向串聯(lián)測量兩點溫差。圖2-12 常用的熱電偶測溫電路示意圖 v 熱電偶串、并聯(lián)測溫時，應(yīng)注意兩點：v 第一，必須應(yīng)用同一分度號的熱電偶；v 第二，兩熱電偶的參考端溫度應(yīng)相等。v2.熱電偶參考端的補償v 熱電偶分度表給出的熱電勢值的條件是參考端溫度為0。v 如果用熱電偶測溫時自由端溫度不為0，必然產(chǎn)生測量誤差。v 應(yīng)對熱電偶自由端（參考端）溫度進行補償

14、。 v例如：用K型（鎳鉻-鎳硅）熱電偶測爐溫時，參考端溫度t0=30，v 由分度表可查得 E(30,0)=1.203mv，v 若測爐溫時測得E(t,30)=28.344mv，v 則可計算得vE(t,0)=E(t,30)+E(30,0)=29.547mvv 由29.547mv再查分度表得t=710，是爐溫。2.3 金屬熱電阻傳感器金屬熱電阻傳感器v2.3 金屬熱電阻傳感器金屬熱電阻傳感器v 金屬熱電阻傳感器一般稱作熱電阻傳感器，是利用金屬導體的電阻值隨溫度的變化而變化的原理進行測溫的。v 金屬熱電阻的主要材料是鉑、銅、鎳。v 熱電阻廣泛用來測量-220+850范圍內(nèi)的溫度，v 少數(shù)情況下，v 低

15、溫可測量至1K（-272），高溫可測量至1000。 最基本的熱電阻傳感器由熱電阻、連接導線及顯示儀表組成，如圖2-14所示。圖2-14 金屬熱電阻傳感器測量示意圖 v熱電阻的溫度特性熱電阻的溫度特性v1.鉑熱電阻的電阻溫度特性v 鉑電阻的特點是測溫精度高，穩(wěn)定性好，得到了廣泛應(yīng)用，應(yīng)用溫度范圍為-200+850。v 鉑電阻的電阻溫度特性，在-2000的溫度范圍內(nèi)為v Rt=RO1+At+Bt2+Ct3(t-100)v 在0+850的溫度范圍內(nèi)為v Rt=RO(1+At+Bt2)v2.銅熱電阻的電阻溫度特性v 由于鉑是貴金屬，在測量精度要求不高，溫度范圍在-50+150時普遍采用銅電阻。銅電阻與

16、溫度間的關(guān)系為v Rt=R0(1+1t+2t2+3t3)v由于2、3比1小得多，所以可以簡化為v RtR0(1+1t)v熱電阻傳感器的結(jié)構(gòu)熱電阻傳感器的結(jié)構(gòu)v 熱電阻傳感器由電阻體、絕緣管、保護套管、引線和接線盒等組成，如圖2-15所示。 圖2-15 熱電阻結(jié)構(gòu) 2.4 集成溫度傳感器集成溫度傳感器v2.4 集成溫度傳感器集成溫度傳感器v 集成溫度傳感器具有體積小、線性好、反應(yīng)靈敏等優(yōu)點，所以應(yīng)用十分廣泛。v 是把感溫元件（常為PN結(jié)）與有關(guān)的電子線路集成在很小的硅片上封裝而成。v 由于PN結(jié)不能耐高溫，所以集成溫度傳感器通常測量150以下的溫度。v 按輸出量不同可分為：電流型、電壓型和頻率型

17、（輸出信號為振蕩信號，其頻率隨測量溫度而變化）三大類。 集成溫度傳感器基本工作原理集成溫度傳感器基本工作原理 圖2-16為集成溫度傳感器原理示意圖。 其中V1、V2為差分對管，由恒流源提供的I1、I2分別為V1、V2的集電極電流，則Ube為)ln(21IIqKTUbe 只要I1/I2為一恒定值，則Ube與溫度T為單值線性函數(shù)關(guān)系。 這就是集成溫度傳感器的基本工作原理。 圖2-16 集成溫度傳感器基本原理圖 電壓輸出型集成溫度傳感器電壓輸出型集成溫度傳感器 如圖2-17所示。 V1、V2為差分對管，調(diào)節(jié)電阻R1，可使I1=I2，當對管V1、V2的值大于等于1時，電路輸出電壓UO為 21220RR

18、URIUbe 由此可得由此可得: ln210qKTRRUUbe R1、R2不變則U0與T成線性關(guān)系。若R1=940，R2=30K，=37，則輸出溫度系數(shù)為：10mV/K。 圖2-17 電壓輸出型原理電路圖 電流輸出型集成溫度傳感器電流輸出型集成溫度傳感器 如圖2-18所示: 對管V1、V2作為恒流源負載，V3、V4作為感溫元件，V3、V4發(fā)射結(jié)面積之比為，此時電流源總電流IT為 ln2221qRKTRUIIbeT 當R、為恒定量時,IT與T成線性關(guān)系。若R=358，=8，則電路輸出溫度系數(shù)為 1A/K。 圖2-18 電流輸出型原理電路圖 2.5 半導體熱敏電阻半導體熱敏電阻v2.5 半導體熱敏

19、電阻半導體熱敏電阻v 半導體熱敏電阻簡稱熱敏電阻，是一種新型的半導體測溫元件。v 熱敏電阻是利用某些金屬氧化物或單晶鍺、硅等材料，按特定工藝制成的感溫元件。熱敏電阻可分為三種類型，即：v 正溫度系數(shù)（PTC）熱敏電阻v 負溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻v 在某一特定溫度下電阻值會發(fā)生突變的臨界溫度電阻器（CTR）。 熱敏電阻的（熱敏電阻的（Rtt）特性）特性 1-突變型NTC；2-負指數(shù)型NTC；3-線性型PTC；4-突變型PTC 圖2-19 各種熱敏電阻的特性曲線 v結(jié)論：v（1）熱敏電阻的溫度系數(shù)值遠大于金屬熱電阻，所以靈敏度很高。v（2）同溫度情況下，熱敏電阻阻值遠大于金屬熱電阻。所以連接導

20、線電阻的影響極小，適用于遠距離測量。v（3）熱敏電阻Rtt曲線非線性十分嚴重，所以其測量溫度范圍遠小于金屬熱電阻。 v熱敏電阻溫度測量非線性修正熱敏電阻溫度測量非線性修正v 由于熱敏電阻Rtt曲線非線性嚴重，為保證一定范圍內(nèi)溫度測量的精度要求，應(yīng)進行非線性修正。v（1）線性化網(wǎng)絡(luò)v 利用包含有熱敏電阻的電阻網(wǎng)絡(luò)（常稱線性化網(wǎng)絡(luò)）來代替單個的熱敏電阻，使網(wǎng)絡(luò)電阻RT與溫度成單值線性關(guān)系。v 其一般形式如圖2-20所示。 圖2-20 線性化網(wǎng)絡(luò) v（2）利用電阻測量裝置中其它部件的特性進行綜合修正。v 圖2-21是一個溫度-頻率轉(zhuǎn)換電路，把熱敏電阻Rt隨溫度的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娙軨的充、放電頻率的變化輸

21、出。v 雖然電容C的充、放電特性是非線性特性，但適當?shù)剡x取線路中的電阻R2和R，可以在一定的溫度范圍內(nèi)，得到近于線性的溫度-頻率轉(zhuǎn)換特性。 圖2-21 溫度-頻率轉(zhuǎn)換器原理圖 v（3）計算修正法v 在帶有微處理機（或微計算機）的測量系統(tǒng)中，v 當已知熱敏電阻器的實際特性和要求的理想特性時，v 可采用線性插值法將特性分段，并把各分段點的值存放在計算機的存儲器內(nèi)。v 計算機將根據(jù)熱敏電阻器的實際輸出值進行校正計算后，給出要求的輸出值。 2.6 負溫度系數(shù)熱敏電阻負溫度系數(shù)熱敏電阻v2.6 負溫度系數(shù)熱敏電阻負溫度系數(shù)熱敏電阻v負溫度系數(shù)熱敏電阻性能負溫度系數(shù)熱敏電阻性能v 負溫度系數(shù)(NTC)熱敏

22、電阻是一種氧化物的復合燒結(jié)體，v 其電阻值隨溫度的增加而減小 。v 負溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻特點：v（1）電阻溫度系數(shù)大，約為金屬熱電阻的10倍。v（2）結(jié)構(gòu)簡單、體積小，可測點溫。v（3）電阻率高，熱慣性小，適用于動態(tài)測量。v（4）易于維護和進行遠距離控制。v（5）制造簡單、使用壽命長。v（6）互換性差，非線性嚴重。圖2-22 負溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻結(jié)構(gòu)負溫度系數(shù)熱敏電阻溫度方程負溫度系數(shù)熱敏電阻溫度方程 熱敏電阻值 RT和R0與溫度TT和T0的關(guān)系為 )(00TBTBTTeRR v負溫度系數(shù)熱敏電阻主要特性負溫度系數(shù)熱敏電阻主要特性v（1）標稱阻值v 廠家通常將熱敏電阻25時的零

23、功率電阻值作為R0 ，稱為額定電阻值或標稱阻值，記作R25 ，85時的電阻值R85作為RT 。v 標稱阻值常在熱敏電阻上標出。v R85也由廠家給出。 （2）B值 將熱敏電阻25時的零功率電阻值R0和85時的零功率電阻值RT ，以及25和85的絕對溫度T0298K和TT358K代入負溫度系數(shù)熱敏電阻溫度方程，可得： 8525ln1778RRB B值稱為熱敏電阻常數(shù)，是表征負溫度系數(shù)熱敏電阻熱靈敏度的量。 B值越大，負溫度系數(shù)熱敏電阻的熱靈敏度越高。 （3）電阻溫度系數(shù) 熱敏電阻在其自身溫度變化1時，電阻值的相對變化量稱為熱敏電阻的電阻溫度系數(shù)。 2TB 可知：熱敏電阻的溫度系數(shù)為負值。溫度減小

24、，電阻溫度系數(shù)增大。 在低溫時，負溫度系數(shù)熱敏電阻的溫度系數(shù)比金屬熱電阻絲高得多，故常用于低溫測量 （100300）。 （4）額定功率 額定功率是指負溫度系數(shù)熱敏電阻在環(huán)境溫度為25，相對濕度為4580。大氣壓為0.871.07bar的條件下，長期連續(xù)負荷所允許的耗散功率。（5）耗散系數(shù) 耗散系數(shù)是負溫度系數(shù)熱敏電阻流過電流消耗的熱功率（W）與自身溫升值（TT0）之比，單位為W1。 0TTW v（6）熱時間常數(shù)v 負溫度系數(shù)熱敏電阻在零功率條件下放入環(huán)境溫度中，不可能立即變?yōu)榕c環(huán)境溫度同溫度。v 熱敏電阻本身的溫度在放入環(huán)境溫度之前的初始值和達到與環(huán)境溫度同溫度的最終值之間改變63.2%所需的

25、時間叫做：v 熱時間常數(shù)，用表示。 2.7 溫度傳感器應(yīng)用實例溫度傳感器應(yīng)用實例v2.7 溫度傳感器應(yīng)用實例溫度傳感器應(yīng)用實例v雙金屬溫度傳感器的應(yīng)用雙金屬溫度傳感器的應(yīng)用v1.雙金屬溫度傳感器室溫測量的應(yīng)用v 雙金屬溫度傳感器結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，刻度清晰，使用方便，耐振動。v 常用于駕駛室、船艙，糧倉等室內(nèi)溫度測量。v 圖2-23為盤旋形雙金屬溫度計。 圖2-23 盤旋形雙金屬溫度計 v2.雙金屬溫度傳感器在電冰箱中的應(yīng)用v 電冰箱壓縮機溫度保護繼電器內(nèi)部的感溫元件是一片碟形的雙金屬片，如圖2-24所示。v 在雙金屬片上固定著兩個動觸頭。在碟形雙金屬片的下面還安放著一根電熱絲。該電熱絲與這兩

26、個常閉觸點串聯(lián)連接。v 壓縮機電機中的電流過大時，這一大電流流過電熱絲后，使它很快發(fā)熱，v 放出的熱量使碟形雙金屬片溫度迅速升高到它的動作溫度，v 碟形雙金屬片翻轉(zhuǎn)，帶動常閉觸點斷開，v 切斷壓縮機電機的電源，保護全封閉式壓縮機不至于損環(huán)。圖2-24 碟形雙金屬溫度傳感器工作過程 v熱敏電阻溫度傳感器的應(yīng)用熱敏電阻溫度傳感器的應(yīng)用v1.熱敏電阻在汽車水箱溫度測量中的應(yīng)用v 圖2-25所示為汽車水箱水溫監(jiān)測電路。其中Rt為負溫度系數(shù)熱敏電阻。圖2-25 汽車水箱測溫電路 v2.熱敏電阻在空調(diào)器控制電路中的應(yīng)用v 春蘭牌KFR-20GW型冷熱雙向空調(diào)中熱敏電阻的應(yīng)用，如圖2-26所示。圖2-26

27、熱敏電阻在空調(diào)控制電路中的應(yīng)用 晶體管溫度傳感器的應(yīng)用晶體管溫度傳感器的應(yīng)用1.熱敏二極管溫度傳感器應(yīng)用舉例 半導體二極管正向電壓與溫度的關(guān)系如圖2-27所示?？蓪囟绒D(zhuǎn)換成電壓，完成溫度傳感器的功能。 圖2-27 二極管正向電壓溫度特性曲線 圖2-28是采用硅二極管溫度傳感器的測量電路，其輸出端電壓值隨溫度而變化。溫度每變化1，輸出電壓變化量為0.1V。 2-28 二極管溫度傳感器的溫度監(jiān)測電路 2.晶體管溫度傳感器應(yīng)用舉例 NPN型熱敏晶體管在IC恒定時，基極發(fā)射極間電壓Ube隨溫度變化曲線如圖2-29所示。 圖2-29 硅晶體管UBE與溫度之間的關(guān)系圖2-30 晶體管溫度傳感器的溫度測量

28、電路 圖2-30為晶體管溫度傳感器的一種溫度測量電路，溫度變化1，輸出電壓變化0.1V。 集成溫度傳感器應(yīng)用舉例集成溫度傳感器應(yīng)用舉例1.AD590集成溫度傳感器應(yīng)用電路圖2-31 簡單測溫電路 集成溫度傳感器用于熱電偶參考端的補償電路如圖2-32所示，AD590應(yīng)與熱電偶參考端處于同一溫度下。 圖2-32 熱電偶參考端補償電路 v2LM26集成溫度傳感器的應(yīng)用v LM26是美國國家半導體公司生產(chǎn)的電壓輸出型微型模擬溫度傳感器，輸出可驅(qū)動開關(guān)管，帶動繼電器和電風扇等負載。v LM26工作電壓2.75.5V，測量溫度范圍為55110。v 4腳接電源正極，2腳接地，3腳為溫度傳感輸出，輸出電壓與溫

29、度的關(guān)系為v U03.479106（t30）21.082102（t30）1.8015 Vv 按芯片內(nèi)部的控制溫度基準電平設(shè)定（例如85），5腳輸出高、低（1、0）電平信號，可直接驅(qū)動負載。v LM26有A、B、C、D共4種序號，v A、C為高于控制溫度關(guān)斷5腳輸出信號（輸出低電平）；v B、D為低于控制溫度關(guān)斷5腳輸出信號。v LM26A型內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)如圖2-33（a）所示。圖2-33（a） LM26A內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)v 圖2-33（b）為用LM26A控制的風扇自動控制電路。v 當高于設(shè)定的控制溫度時， LM26A 中的溫度傳感器輸出電壓低于基準電壓，運算放大器輸出高電平，耗盡型N溝道MOS場效應(yīng)管導通，5腳輸出低電平信號，使：v 增強型P溝道MOS場效應(yīng)管NDS356P導通，風扇通電運轉(zhuǎn)，進行降溫。圖2-33（b） LM26A自動控制風扇電路v LM26具有溫度滯后特性（1腳接地滯后10，接V滯后5），v 不會在閾值溫度上下造成風扇反復開和關(guān)。v家用空調(diào)專用溫度傳感器家用空調(diào)專用溫度傳感器v 家用空調(diào)專用溫度傳感器產(chǎn)品型號為KC和KH系列。v 目前，較先進的室內(nèi)空調(diào)器大都采用由傳感器檢測并用微機進行控制的模式，其組成如圖2-34所示。v 空調(diào)器的控制系統(tǒng)中，v 在室內(nèi)部分，安裝有熱敏電阻和氣體傳感器；v 在室外部分安裝熱敏電阻。 操作