《现代测试技术》课程考核论文 联系客服

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得了引人注目的成果.随着高、精、尖科技的应用,对热敏电阻的导电机理和应用的更深层次的探索,以及对性能优良的新材料的深入研究,将会取得迅速发展.

检测时,用万用表欧姆档(视标称电阻值确定档位,一般为R×1挡),具体可分两步操作:首先常温检测(室内温度接近25℃),用鳄鱼夹代替表笔分别夹住PTC热敏电阻的两引脚测出其实际阻值,并与标称阻值相对比,二者相差在±2Ω内即为正常。实际阻值若与标称阻值相差过大,则说明其性能不良或已损坏。其次加温检测,在常温测试正常的基础上,即可进行第二步测试—加温检测,将一热源(例如电烙铁)靠近热敏电阻对其加热,观察万用表示数,此时如看到万用示数随温度的升高而改变,这表明电阻值在逐渐改变(负温度系数热敏电阻器NTC阻值会变小,正温度系数热敏电阻器PTC阻值会变大),当阻值改变到一定数值时显示数据会逐渐稳定,说明热敏电阻正常,若阻值无变化,说明其性能变劣,不能继续使用。

测试时应注意以下几点:(1)Rt是生产厂家在环境温度为25℃时所测得的,所以用万用表测量Rt时,亦应在环境温度接近25℃时进行,以保证测试的可信度。(2)测量功率不得超过规定值,以免电流热效应引起测量误差。(3)注意正确操作。测试时,不要用手捏住热敏电阻体,以防止人体温度对测试产生影响。(4)注意不要使热源与PTC热敏电阻靠得过近或直接接触热敏电阻,以防止将其烫坏。

热敏电阻也可作为电子线路元件用于仪表线路温度补偿和温差电偶冷端温度补偿等。利用NTC热敏电阻的自热特性可实现自动增益控制,构成RC振荡器稳幅电路,延迟电路和保护电路。在自热温度远大于环

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境温度时阻值还与环境的散热条件有关,因此在流速计、流量计、气体分析仪、热导分析中常利用热敏电阻这一特性,制成专用的检测元件。PTC热敏电阻主要用于电器设备的过热保护、无触点继电器、恒温、自动增益控制、电机启动、时间延迟、彩色电视自动消磁、火灾报警和温度补偿等方面。

①阻值与温度的关系非线性严重; ②元件的一致性差,互换性差; ③元件易老化,稳定性较差; ④除特殊高温热敏电阻外,绝大多数热敏电阻仅适合0~150℃范围,使用时必须注意。

如果您打算在整个温度范围内均使用热敏电阻温度传感器件,那么该器件的设计工作会颇具挑战性。热敏电阻通常为一款高阻抗、电阻性器件,因此当您需要将热敏电阻的阻值转换为电压值时,该器件可以简化其中的一个接口问题。然而更具挑战性的接口问题是,如何利用线性 ADC 以数字形式捕获热敏电阻的非线性行为。

“热敏电阻”一词源于对“热度敏感的电阻”这一描述的概括。热敏电阻包括两种基本的类型,分别为正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻。负温度系数热敏电阻非常适用于高精度温度测量。要确定热敏电阻周围的温度,您可以借助Steinhart-Hart

T=1/(A0+A1(lnRT)+A3(lnRT3))来实现。其中,T为开氏温度;RT为热敏电阻在温度T时的阻值;而 A0、A1和A3则是由热敏电阻生产厂商提供的常数。

热敏电阻的阻值会随着温度的改变而改变,而这种改变是非线性的,

Steinhart-Hart公式表明了这一点。在进行温度测量时,需要驱动一个通过热敏电阻的参考电流,以创建一个等效电压,该等效电压具有非线性的响应。您可以使用配备在微控制器上的参照表,尝试对热敏电阻的非线性响应进行补偿。即使您可以在微控制器固件上运行此类算法,但您还是需要一个高精度转换器用于在出现极端值温度时进行数据捕获。

另一种方法是,您可以在数字化之前使用“硬件线性化”技术和一个较低精度的 ADC。(Figure 1)其中一种技术是将一个电阻RSER与热敏电阻RTHERM以及参考电压或电源进行串联(见图1)。将 PGA(可编程增益放大器)设置为1V/V,但在这样的电路中,一个10位精度的ADC只能感应很有限的温度范围(大约±25°C)。

Figure 1,请注意,在图1中对高温区没能解析。但如果在这些温度值下增加 PGA 的增益,就可以将 PGA 的输出信号控制在一定范围内,在此范围内 ADC 能够提供可靠地转换,从而对热敏电阻的温度进行识别。

微控制器固件的温度传感算法可读取 10 位精度的 ADC 数字值,并将其传送到PGA 滞后软件程序。PGA 滞后程序会校验 PGA 增益设置,并将 ADC 数字值与图1显示的电压节点的值进行比较。如果 ADC 输出超过了电压节点的值,则微控制器会将 PGA 增益设置到下一个较高或较低的增益设定值上。如果有必要,微控制器会再次获取一个新的 ADC 值。然后 PGA 增益和 ADC 值会被传送到一个微控制器分段线性内插程序。

从非线性的热敏电阻上获取数据有时候会被看作是一项“不可能实现的任务”。

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您可以将一个串联电阻、一个微控制器、一个 10 位 ADC 以及一个 PGA 合理的配合使用,以解决非线性热敏电阻在超过±25°C温度以后所带来的测量难题[2]。

1.热敏电阻符号是PTC,

阻值随温度的变化而变化,有正温度型的负温度型,

2.压敏电阻阻值随压力的变化而变化, 高,中,低压压敏电阻:

产品主要有MYN型,MY31型以及MYG型三大型号

4 温度传感器使用的注意事项(Notes

the

use

of

temperaturesensor)

其一就是它的工作温度,其二就是它的

插入深度。[4]温度传感器元件的正常工作是要满足其工作条件的,其中之一就是它的工作电流,由于温度传感器具有电阻值,当电流流过温度传感器元件时,会有功率损耗,就会发热,所以为了减小传感器本身的发热引起测温误差,所以要在满足传感器正常工作的条件下,尽量减少其本身的发热。这就是为什么温度传感器要在恒定小电流条件下使用的原因。所以比如铂热电阻的常规工作电流是5MA,但我们推荐的工作电流是1MA。原因就是要减少温度传感器元件的自热引起测量误差。电流恒定,其输出才会有温度和电势的线性关系。

温度传感器的插入深度也是容易忽视的一个问题,有些客户要求插入深度很短但是直径比较大,这是不合理的,尤其是在高温的情况下这是不可取的,理论上说温度传

感器的插入深度一般可按实际需要决定。但最少插入深度不应少于温度传感器保护套管直径的8-10倍。这样才能保证温度传感器性能稳定。

参考资料:

1.什么是温度传感器

了解了温度传感器的工作电流和插入深度对我们选定和使用温度传感器是很有必要的。如果忽视这两个细节问题很容易造成温度传感器性能不稳定甚至损坏。

http://www.5lian.cn/html/2012/chuanganqi_0308/30830.html 2.温度传感器的定义及分析

http://www.5lian.cn/html/2012/xinpinfabu_0208/23166.html 3.电量隔离传感器/变送器 >>温度变送器

http://www.szxrdt.com/pro_2.aspx?proClsId=101&TopId=86 4.温度传感器使用过程中不可忽视的两个问题 http://www.szxrdt.com/news/585.shtml 5.温度传感器

http://www.bjzyhs.com/show_content.php?id=468 6.温度传感器

http://instrument.ofweek.com/IND-8320162-weiduchuanganq.html 7.插入式温度传感器常见故障分析

http://www.sensorshome.com/info_list.asp?channel=3&id=3930 8.温度传感器

http://www.lhszyb.com/show_content.php?id=368

9.半导体热敏电阻在温度控制中的应用-甘肃联合大学学报:自然科学版-2011年 第1期 (25)

10.光纤陀螺光源热敏电阻器特性及其影响研究-传感器与微系统-2011年 第1期 (30) 11.热敏电阻数字温度计设计制作实验的线性化方案探究-大学物理实验-2011年 第1期 (24)

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