《傳感器應用技術》課程Sensordefinitionandfunction傳感器定義與作用Sensorsapplicationtechnology1.1

傳感器認知1.2

傳感器定義1.3

傳感器作用1.4傳感器應用課程內容CourseContents1.1

傳感器認知1.2傳感器定義1.3傳感器作用1.4傳感器應用課程內容CourseContents1.1

傳感器認知氣敏傳感器溫濕度傳感器力敏傳感器超聲波傳感器熱電偶1.1傳感器認知1.2傳感器定義1.3傳感器作用1.4傳感器應用課程內容CourseContents1.2

傳感器定義一.定義

在國家標準（GB7665-87）中傳感器（Transducer/Sensor）的定義：能夠感受規定的被測量并按照一定規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置。①傳感器是檢測器件或測量裝置，能完成檢測任務；②輸入量是某一被測量，可能是物理量，也可能是化學量、生物量等；③輸出量是某種物理量，便于傳輸、轉換、處理、顯示等，可以是氣、

光、電量，主要是電量；④輸出輸入有對應關系，且應有一定的精確程度。*傳感器又稱為變換器、換能器、探測器、檢知器等1.2

傳感器定義

傳感器的狹義定義：將外界的輸入信號變換為電信號的一類元件。傳感器來自外界的信號電信號1.1傳感器認知1.2傳感器定義1.3

傳感器作用1.4傳感器應用課程內容CourseContents91.3傳感器作用用計算機控制的自動化裝置來代替人的勞動，則可以說電子計算機相當于人的大腦（一般俗稱電腦），而傳感器則相當于人的五官部分（“電五官”）。人通過五官（視、聽、嗅、味、觸）接受外界的信息，經過大腦的思維（信息處理），作出相應的動作。傳感器是獲取自然領域中信息主要途徑與手段1.1傳感器認知1.2傳感器定義1.3傳感器作用1.4

傳感器應用課程內容CourseContents1.4

傳感器應用1.1

傳感器應用電子信息工程技術專業教學資源庫THANKYOU課程組:梁長垠、宋榮、蘇全、韓君、張勝宇、賈方亮、梁召峰、晏凱《傳感器應用技術》課程Sensorcompositionandclassification傳感器組成與分類Sensorsapplicationtechnology1.1

傳感器組成1.2

傳感器分類1.3

傳感器特點課程內容CourseContents1.1

傳感器組成1.2傳感器分類1.3傳感器特點課程內容CourseContents1.1

傳感器組成被測量敏感元件轉換元件測量電路電量輔助電源敏感元件：直接感受被測量，并輸出與被測量成確定關系的某一物理量的元件。

如：應變式壓力傳感器的敏感元件是彈性膜片，其作用是將壓力轉

換成膜片的變形。轉換元件：將敏感元件的輸出轉換成電路參量。如：應變式壓力傳感器的轉換元件

是應變片，其作用是將彈性膜片的變形轉換為電阻值的變化。測量電路：將其進一步變換成可直接利用的電信號。*不是所有傳感器都由這幾部分組成，最簡單的傳感器由一個敏感元件(兼轉換元件)組成，例如熱電偶。1.1傳感器組成1.2

傳感器分類1.3傳感器特點課程內容CourseContents1.2

傳感器分類傳感器種類眾多，分類方法各異：按照工作基理分類物理型化學型生物型按照構成原理分類結構型物性型復合型按照能量轉換分類能量控制型能量轉換型模擬信號型數字信號型按照輸出信號分類按照能源供給分類有源傳感器無源傳感器單向型雙向型按照轉換過成分類按照使用用途分類溫度傳感器壓力傳感器位移傳感器振動傳感器。。。。。1.2

傳感器分類★電參量式傳感器：電阻式、電感式、電容式等；★磁電式傳感器：磁電感應式、霍爾式、磁柵式等；★壓電式傳感器：聲波傳感器、超聲波傳感器；★光電式傳感器：一般光電式、光柵式、激光式、光電碼盤式、光導纖維

式、紅外式、攝像式等；★氣電式傳感器：電位器式、應變式；★熱電式傳感器：熱電偶、熱電阻；★波式傳感器：超聲波式、微波式等；★射線式傳感器：熱輻射式、γ射線式；★半導體式傳感器：霍耳器件、熱敏電阻；★其他原理的傳感器：差動變壓器、振弦式等。按照物理原理分類：1.1傳感器組成1.2傳感器分類1.3傳感器特點課程內容CourseContents結構型傳感器是利用傳感器本身結構參數的變化來實現信號轉換的。例如：電容式傳感器是通過極板間距離發生變化而引起電容量的變化；電感式傳感器是通過活動銜鐵的位移引起自感或互感的變化等。物性型傳感器是利用敏感器件材料本身物理性質的變化來實現信號的檢測。如，光電管，它利用了物質法則中的外光電效應。又如，所有半導體傳感器，以及所有利用各種環境變化而引起的金屬、半導體、陶瓷、合金等性能變化的傳感器，都屬于物性型傳感器。1.3傳感器特點能量轉換型:直接由被測對象輸入能量使其工作。

例如:熱電偶溫度計,磁電式加速度計。能量控制型:從外部供給能量并由被測量控制外部供給能量的變化。

例如:電阻應變片。1.3傳感器特點電子信息工程技術專業教學資源庫THANKYOU課程組:梁長垠、宋榮、蘇全、韓君、張勝宇、賈方亮、梁召峰、晏凱《傳感器應用技術》課程CharacteristicofSensor傳感器的特性Sensorsapplicationtechnology1.1

傳感器特性分類1.2

傳感器靜態特性1.3

傳感器動態特性課程內容CourseContents1.1

傳感器特性說明1.2傳感器靜態特性1.3傳感器動態特性課程內容CourseContents1.1

傳感器特性說明傳感器特性主要是指輸出與輸入之間的關系。當輸入量為常量，或變化極慢時，輸出與輸入間的關系稱為靜態特性；當輸入量隨時間較快地變化時，輸出與輸入間的關系稱為動態特性。

傳感器的輸出與輸入具有確定的對應關系最好呈線性關系。但一般情況下，輸出輸入不會符合所要求的線性關系，同時由于存在遲滯、蠕變、摩擦、間隙和松動等各種因素以及外界條件的影響，使輸出輸入對應關系的唯一確定性也不能實現。1.1傳感器性能指標1.2傳感器靜態特性1.3傳感器動態特性課程內容CourseContents1.2

傳感器靜態特性傳感器的靜態特性

傳感器的輸出輸入關系或多或少地存在非線性。在不考慮遲滯、蠕變、不穩定性等因素的情況下，其靜態特性可用下列多項式代數方程表示：式中：y—輸出量；x—輸入量；a0—零點輸出；

a1—理論靈敏度；a2、a3、…、an—非線性項系數。y=a0+a1x+a2x2+a3x3+…+anxn各項系數不同，決定了特性曲線的具體形式。

理想情況下，y=a0+a1x

靜態特性曲線可實際測試獲得。為了標定和數據處理的方便，希望得到線性關系。這時可采用各種方法，其中也包括硬件或軟件補償，進行線性化處理。1.2

傳感器靜態特性測量范圍與量程（1）測量范圍(measuringrange)傳感器所能測量到的最小輸入量與最大輸入量之間的范圍稱為傳感器的測量范圍。（2）量程(span)傳感器測量范圍的上限值與下限值的代數差，稱為量程。1.2

傳感器靜態特性線性度指傳感器輸出量與輸入量之間的實際關系曲線偏離擬合直線的程度。定義為在全量程范圍內實際特性曲線與擬合直線之間的最大偏差值與滿量程輸出值之比。1.2

傳感器靜態特性靈敏度靈敏度是傳感器靜態特性的一個重要指標。其定義為輸出量的增量與引起該增量的相應輸入量增量之比，用S表示。傳感器輸出的變化量Δy與引起該變化量的輸入變化量Δx之比即為其靜態靈敏度，其表達式為S=Δy/Δx1.2

傳感器靜態特性遲滯0yx⊿HmaxyFS遲滯特性傳感器在輸入量由小到大（正行程）及輸入量由大到小（反行程）變化期間其輸入輸出特性曲線不重合的現象成為遲滯。對于同一大小的輸入信號，傳感器的正反行程輸出信號大小不相等，這個差值稱為遲滯差值。遲滯誤差一般以滿量程輸出的百分數表示,即式中△Hmax—正反行程間輸出的最大差值。1.2

傳感器靜態特性重復性yx0⊿Rmax2⊿Rmax1重復性是指傳感器在輸入量按同一方向作全量程連續多次變化時，所得特性曲線不一致的程度。重復性誤差可用正反行程的最大偏差表示，即△Rmax1正行程的最大重復性偏差，△Rmax2反行程的最大重復性偏差。1.2

傳感器靜態特性分辨力與閾值當傳感器的輸入從非零值緩慢增加時，在超過某一增量后輸出發生可觀測的變化，這個輸入增量稱傳感器的分辨力，即最小輸入增量。分辨力是指傳感器能檢測到的最小的輸入增量。分辨力用絕對值表示,用與滿量程的百分數表示時稱為分辨率。在傳感器輸入零點附近的分辨力稱為閾值。

穩定性穩定性是指傳感器在長時間工作的情況下輸出量發生的變化，有時稱為長時間工作穩定性或零點漂移。靜態誤差指傳感器在其全量程內任一點的輸出值與其理論值的偏離程度。1.2

傳感器靜態特性精確度與精確度有關指標：精密度、準確度和精確度(精度)精密度：說明測量傳感器輸出值的分散性，即對某一穩定的被測量，由同一個測量者，用同一個傳感器，在相當短的時間內連續重復測量多次，其測量結果的分散程度。精密度是隨機誤差大小的標志，精密度高，意味著隨機誤差小。注意：精密度高不一定準確度高。準確度：說明傳感器輸出值與真值的偏離程度。如,某流量傳感器的準確度為0.3m3/s，表示該傳感器的輸出值與真值偏離0.3m3/s。準確度是系統誤差大小的標志，準確度高意味著系統誤差小。同樣，準確度高不一定精密度高。1.2

傳感器靜態特性精確度（a）準確度高而精密度低（b）準確度低而精密度高（c）精確度高在測量中我們希望得到精確度高的結果。精確度也稱為精度，是指精密度與準確度兩者的總和，精確度高表示精密度和準確度都比較高。在最簡單的情況下，可取兩者的代數和。1.1傳感器性能指標1.2傳感器靜態特性1.3傳感器動態特性課程內容CourseContents1.3傳感器動態特性動態特性指傳感器對隨時間變化的輸入量的響應特性。被測量隨時間變化的形式可能是各種各樣的，只要輸入量是時間的函數，則其輸出量也將是時間的函數。通常研究動態特性是根據標準輸入特性來考慮傳感器的響應特性。標準輸入有三種：正弦變化的輸入階躍變化的輸入線性輸入電子信息工程技術專業教學資源庫THANKYOU課程組:梁長垠、宋榮、蘇全、韓君、張勝宇、賈方亮、梁召峰、晏凱《傳感器應用技術》課程DevelopmenttrendofSensor傳感器發展趨勢Sensorsapplicationtechnology1.1

傳感器發展歷史1.2

傳感器發展過程1.3

傳感器發展方向1.4傳感器重點領域課程內容CourseContents1.1

傳感器發展歷史1.2傳感器發展過程1.3傳感器發展方向1.4傳感器重點領域課程內容CourseContents1.1

傳感器發展歷史17世紀初伽利略發明溫度計，人們開始利用溫度進行測量。真正把溫度變成電信號的傳感器是1821年由德國物理學家賽貝發明的，這就是后來的熱電偶傳感器。五十年以后，另一位德國人西門子發明了鉑電阻溫度計。在半導體技術的支持下，本世紀相繼開發了半導體熱電偶傳感器、PN結溫度傳感器和集成溫度傳感器。1843年法國科學家路辛·維蒂，發明并制造了無液膜盒氣壓計，它用彈簧平衡代替液體來測量大氣壓力，彈簧在測量儀表中受壓力作用而伸長。1.1

傳感器發展歷史我國從20世紀60年代開始傳感器應用技術的研究工作。20世紀80年代日本將傳感器技術列為優先發展的十大技術之首。美國學術界認為20世紀80年代已進入到傳感器的時代。“沒有傳感器就沒有現代科學技術”的觀點已為全世界所公認。近80年來，與科學儀器密切相關的諾貝爾獎獲得者達38人。1.1傳感器發展歷史1.2

傳感器發展過程1.3傳感器發展方向1.4傳感器重點領域課程內容CourseContents1.2

傳感器發展過程發展過程結構型傳感器(結構參量變化)物性型傳感器(材料性質變化)智能型傳感器(微計算機技術)1.1傳感器發展歷史1.2傳感器發展過程1.3

傳感器發展方向1.4傳感器重點領域課程內容CourseContents501.3傳感器發展方向開展基礎研究，發現新現象，開發傳感器的新材料和新工藝；實現傳感器的集成化與智能化。開發新型傳感器開發新材料

新工藝的采用集成化、多功能化微型化、低功耗、智能化511.3傳感器發展方向物聯網技術物聯網是指“物物相連的互聯網”，它是將各種信息傳感器設備、如射頻識別裝置RFID、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等按照約定的協議與互聯網結合起來，形成一個巨大的網絡，進行信息交換和通信，以實現智能化的識別、定位、跟蹤、監控和管理，實現對物品和工程的智能化感知、識別和管理。1.1傳感器發展歷史1.2傳感器發展過程1.3傳感器發展方向1.4傳感器重點領域課程內容CourseContents1.4

傳感器重點領域無人駕駛可穿戴式應用醫護與健康監測工業控制電子信息工程技術專業教學資源庫THANKYOU課程組:梁長垠、宋榮、蘇全、韓君、張勝宇、賈方亮、梁召峰、晏凱《傳感器應用技術》課程Sensorapplicationcase傳感器應用案例Sensorsapplicationtechnology1.1

智能穿戴傳感器1.2

機器人傳感器1.3

汽車傳感器1.4工業傳感器課程內容CourseContents1.1

智能穿戴傳感器1.2機器人傳感器1.3汽車傳感器1.4工業傳感器課程內容CourseContents1.1

智能穿戴傳感器生物型傳感器：主要用于醫療電子設備血糖傳感器、血壓傳感器、心電傳感器、體溫傳感器、腦電波傳感器、肌電傳感器等運動型傳感器：主要用于智能手環等陀螺儀、加速度計、壓力傳感器和磁力計等環境傳感器：主要用于環境參數監測溫濕度傳感器、紫外線傳感器、顆粒物傳感器、氣體傳感器、pH傳感器、氣壓傳感器等1.1智能穿戴傳感器1.2機器人傳感器1.3汽車傳感器1.4工業傳感器課程內容CourseContents1.2

機器人傳感器機器人內部傳感器：主要是用于檢測機器人自身的工作狀態速度傳感器——調整機器人前進速度角度傳感器——調整機器人行走角度機器人外部傳感器：主要用于監測機器人外部工作環境及工作狀況視覺傳感器——視覺一般包括圖像獲取、圖像處理和圖像理解力覺傳感器——分為關節力傳感器、腕力傳感器和指力傳感器觸覺傳感器——包括接觸覺、壓覺、滑覺等三種1.1智能穿戴傳感器1.2機器人傳感器1.3汽車傳感器1.4工業傳感器課程內容CourseContents621.3汽車傳感器汽車發動機控制系統：溫度傳感器、壓力傳感器、冷卻水傳感器、燃油溫度傳感器、機油溫度傳感器轉速傳感器、車速傳感器、氧傳感器、流量傳感器等底盤控制系統：變速器控制傳感器、動力轉向系統傳感器、防報制動系統傳感器、懸架系統控制傳感器等智能化輔助駕駛和無人駕駛汽車系統：攝像頭、毫米波雷達、激光雷達以及紅外傳感器等較為重要的傳感器1.1智能穿戴傳感器1.2機器人傳感器1.3汽車傳感器1.4工業傳感器課程內容CourseContents1.4

工業傳感器

溫度傳感器：熱電偶、熱電阻、紅外測溫儀等壓力傳感器：壓力傳感器、電容傳感器、應變傳感器等流量傳感器：電容傳感器、流量孔板等液位傳感器：電容傳感器、超聲傳感器等速度傳感器：光電傳感器、霍爾傳感器等電子信息工程技術專業教學資源庫THANKYOU課程組:梁長垠、宋榮、蘇全、韓君、張勝宇、賈方亮、梁召峰、晏凱《傳感器應用技術》課程Principleofautodetection&controlsystem自動檢測與控制系統原理Sensorsapplicationtechnology1.1

自動檢測系統1.2

開環控制系統1.3

閉環控制系統課程內容CourseContents1.1

自動檢測系統1.2開環控制系統1.3閉環控制系統課程內容CourseContents1.1

自動檢測系統自動檢測系統作用：1）將被測參數直接測量并顯示出來2）用作自動控制系統的前端系統，以便根據參數的變化情況做出相應的控制決策，實施自動控制自動檢測系統組成：傳感器信號調理電路微處理器存儲器接口電路1.1自動檢測系統1.2

開環控制系統1.3閉環控制系統課程內容CourseContents1.2

開環控制系統開環控制系統特點：開環控制系統的輸出量不對系統的控制產生任何的影響，輸出量僅受輸入量控制，輸入量到輸出量之間是單向的傳輸。開環控制系統組成：開環控制系統應用：機械、化工、物料裝卸運輸等過程的控制以及機械手和生產自動線。例如，在自動門控制系統中，其輸入量為人體感應紅外信號，控制器為控制電路，執行器為電動機，被控對象為自動門，輸出量為門的開與關。1.2

開環控制系統開環控制系統各部分功能：

輸入量——控制系統的給定量；

輸出量——控制系統所要控制的量；傳感器——用于檢測被控的參數，將被控參量轉換為電量的變化；

信號處理電路——又稱變送器，作用是將檢測元件送來的反映被測參量變化的電信號進行放大處理，變換為標準的電信號輸出到控制單元。

控制器——將信號處理電路輸出的控制信號進行功率放大，并對輸入信號進行處理并發出控制命令的裝置或元件；

執行器——直接對控制對象實施控制的裝置或元件，通常是指各種繼電器、電磁鐵、電磁閥門、電磁調節閥、伺服電動機等，其功能是驅動電氣或機械設備動作，以調節被控參量的變化。

被控對象——控制裝置所要控制的裝置或生產過程。1.1自動檢測系統1.2開環控制系統1.3閉環控制系統課程內容CourseContents741.3閉環控制系統閉環控制系統組成：閉環控制系統特點：閉環控制系統閉環控制系統是建立在反饋原理基礎之上的，利用輸出量同期望值的偏差對系統進行控制，可獲得比較好的控制性能閉環控制系統又稱為反饋控制系統751.3閉環控制系統閉環控制系統應用：鍋爐汽包水位控制系統電子信息工程技術專業教學資源庫THANKYOU課程組:梁長垠、宋榮、蘇全、韓君、張勝宇、賈方亮、梁召峰、晏凱《傳感器應用技術》課程Measurementmethodsandeffectivenumbers測量方法與有效數字Sensorsapplicationtechnology1.1

測量與測量結果1.2

測量方法1.3

有效數字課程內容CourseContents1.1

測量與測量結果1.2測量方法1.3有效數字課程內容CourseContents1.1

測量與測量結果測量測量是指人們用實驗的方法，借助于一定的儀器或設備，將被測量與同性質的單位標準量進行比較，并確定被測量對標準量的倍數，從而獲得關于被測量的定量信息。測量結果測量的結果包括數值大小和測量單位兩部分。數值的大小可以用數字表示，也可以是曲線或者圖形。無論表現形式如何，在測量結果中必須注明單位。注意：沒有測量單位，測量結果是沒有意義的。1.1測量與測量結果1.2

測量方法1.3有效數字課程內容CourseContents1.2

測量方法測量方法分類測量方法分為直接測量和間接測量兩大類。直接測量：能直接得到被測量的數值的測量方法。1）直接比較測量法將被測量直接與已知其值的同類量進行比較，從而求得被測量。所使用的測量工具一般是直讀指示式儀表，且已預先用標準量具進行了分度和校準。（如用電壓表測電壓，游標卡尺測長度）

2）微差測量法將被測量和與其量值只有微小差別的已知量進行比較，測出這兩個量值之間的差值。

3）零位測量法通過調整一個或幾個已知數值的量使之與被測量達到平衡，從而確定被測量的測量方法。1.2

測量方法間接測量先對一個或幾個與被測量有確定函數關系的量進行直接測量，然后通過代表該函數關系的公式、曲線或表格求得被測量。比如測物體的密度、測量電路中的電流等。

一般來說，間接測量法需要測量的量較多，因此測量和計算的工作量較大，引起誤差的因素也較多。通常在采用直接測量很不方便，或誤差較大，或缺乏直接測量儀器時，才使用間接測量。1.1測量與測量結果1.2測量方法1.3

有效數字課程內容CourseContents1.3有效數字數字分類：完全準確數字、有效數字。如1/3，π等

位數有限，如0.333，3.14159等

有效數字的構成(讀取)：準確部分+一位非準確部分(誤差所在位)。

(I)物體長度L估讀為4.27cm或4.28cm(II)右端恰好與15cm刻度線對齊,準確數字為“15.0”，再加上估讀數“0”，

則物體長度L的有效數字應記為15.00cm

估計值，一般為最小分度值的1/10的整數倍。1.3有效數字有效數字位數的特點：a.位數與儀器最小分度值有關，與被測量的大小也有關；如用最小分度值0.01mm的千分尺測量的長度讀數為8.344mm，用最小分度值為0.1mm的游標卡尺來測量，其讀數為8.34mm。b.位數與小數點的位置（單位）無關；如重力加速度9.80m／s2，0.00980km／s2或980cm／s2都是三位有效數字c.位數粗略反映測量的誤差位數越多，測量的相對誤差就越小,

如8.344mm，8.34mm的相對誤差。1.3有效數字有效位數的修約：原則：五下舍，五上入，整五湊偶。擬舍的第一位數字為5，其后無數字或皆為0

保留末位為奇數,加1，保留末位為偶數,不變

如保留四位有效數字:3.14159—>2.71729—>4.51050—>3.21550—>6.37850l—>7.691499—>3.1422.7174.5103.2166.3797.691電子信息工程技術專業教學資源庫THANKYOU課程組:梁長垠、宋榮、蘇全、韓君、張勝宇、賈方亮、梁召峰、晏凱《傳感器應用技術》課程Errorclassificationandprocessingmethod誤差分類與處理方法Sensorsapplicationtechnology1.1

誤差概念1.2誤差分類1.3誤差處理課程內容CourseContents1.1

誤差概念1.2誤差分類1.3誤差處理課程內容CourseContents1.1

誤差概念誤差概念真值：任何一個量的絕對準確值。約定真值：與真值的差可以忽略而可以代替真值的值。誤差：用測量儀表對被測量進行測量時，測量的結果與被測量的約定

真值之間的差。1.1誤差概念1.2誤差分類1.3誤差處理課程內容CourseContents1.2

誤差分類通常，誤差分類方法有兩種，即按照表示方法分類絕對誤差相對誤差引用誤差按照誤差性質分類隨機誤差系統誤差粗大誤差1.1誤差概念1.2誤差分類1.3誤差處理課程內容CourseContents1.3誤差處理1）絕對誤差絕對誤差：測量結果減去被測量的約定真值所得的差值。絕對誤差有符號

和單位，它的單位與被測量相同。測量儀器的修正值：就是與絕對誤差大小相等、符號相反的量，用C表示。則C=-Δx

=x0-x。于是被測量的約定真值x0=x+C。注意：修正值必須在儀器檢定的有效期內使用，否則要重新檢定，以獲得準確的修正值。

例如，某測量長度的儀器，測量10mm的長度，絕對誤差為0.001mm；另一儀器測量200mm長度，絕對誤差為0.01mm。按絕對誤差的大小來判斷測量精度高低.1.3誤差處理2）相對誤差相對誤差：絕對誤差與被測量真值的比值，常用百分數表示，即相對誤差比絕對誤差能更好地說明測量的精確程度。在上面的例子中顯然，后一種長度測量儀表更精確。1.3誤差處理3）引用誤差引用誤差：以儀表的絕對誤差與儀表量程之比的百分數表示。通常以最大引用誤差來定義測量儀表的精度等級，即測量儀表一般采用最大引用誤差不能超過的允許值作為劃分精度等級的尺度。工業儀表常見的精度等級有0.1級，0.2級，0.5級，1.0級，1.5級，2.0級，2.5級，5.0級。精度密度和精確度等級為1.0的儀表，在使用時它的最大引用誤差不超過±1.0％，也就是說，在整個量程內它的絕對誤差最大值不會超過其量程的±1％。在具體測量某個量值時，相對誤差可以根據精度等級所確定的最大絕誤差和儀表指示值進行計算。1.3誤差處理4）隨機誤差δ定義：在實際相同條件下，對同一被測量進行多次等精度測量時，由于各種隨機因素（如溫度、濕度、電源電壓波動、磁場等）的影響，各次測量值之間存在一定差異，這種差異就是隨機誤差。特點：隨機誤差表示了測量結果偏離其真實值的分散情況。一般分布形式接近于正態分布。消除方法：可采用在同一條件下，對被測量進行足夠多次重復測量，取其算術平均值作為測量結果的方法。1.3誤差處理5）系統誤差定義：分析過程中某些確定的、經常性的因素引起的誤差。

特點：（1）重現性即重復測定重復出現（2）單向性即誤差或大、或小、或正、或負（3）可測性即誤差恒定，可以校正計算：在重復測量條件下對同一被測量進行無限多次測量結果的平均值減

去真值

1.3誤差處理6）粗大誤差定義：相同條件下，對同一被測量進行多次等精度測量時，有個別測量結果的誤差遠遠大于規定條件下的預計值。這類誤差一般由于測量者粗心大意或測量儀器突然出現故障等造成，稱之為粗大誤差。消除方法：消除方法：凡粗大誤差應予以剔除。Basicknowledgeoftemperaturesensor溫度傳感器基礎知識Sensorsapplicationtechnology1.1

溫度定義1.2

溫標分類1.3

溫標特點課程內容CourseContents1.1

溫度定義1.2溫標分類1.3溫標特點課程內容CourseContents1.1

溫度定義溫度（temperature）是表示物體冷熱程度的物理量，微觀上來講是物體分子熱運動的劇烈程度。兩個不同溫度相接觸的物體將會產生熱交換。熱力學溫度單位開爾文（k）是國際單位制基本單位之一。其它的基本單位還有米、千克、秒、安培、摩爾和坎德拉等，用符號K表示。在國際單位制中，以熱力學溫標為基本溫標，它定義的溫度為熱力學溫度T，單位為開爾文，符號為K。1.1溫度定義1.2

溫標分類1.3溫標特點課程內容CourseContents1.2

溫標定義用來量度物體溫度數值的標尺叫溫標。它規定了溫度讀數起點（零點）和測量溫度的基本單位。溫標定義：溫標分類：目前國際上用得較多的溫標有：

華氏溫標(°F)

攝氏溫標（°C）

熱力學溫標(K)

國際實用溫標1.1溫度定義1.2溫標分類1.3

溫標特點課程內容CourseContents1.4

溫標特點把在標準大氣壓下冰的熔點定為零度（°C），把水的沸點定為100

度，兩個溫度點間劃分100份，每份為1攝氏度。符號為t，單位為°C

。（1）攝氏溫標（2）華氏溫標把在標準大氣壓下冰的熔點定為32F，水的沸點定為212F，兩溫度點劃分180份，每份為1華氏度。符號為θ。它與華氏度的關系為1.4

溫標特點（3）熱力學溫標熱力學溫標以水的三相點平衡共存時的溫度為基本定點，并規定其溫度為273.15K。攝氏溫標與熱力學溫標溫度之間的關系如下：t=T-273.15

℃三相點是指在熱力學里，可使一種物質三相（氣相，液相，固相）共存的一個溫度和壓力的數值。開氏溫度計上的一度等于攝氏溫度計上的一度，水的冰點攝氏溫度計為0°C，開氏溫度計為273.15K。1.4

溫標特點（4）國際實用溫標為解決國際上溫度標準的統一及實用問題，國際上協商決定，建立一種既能體現熱力學溫度（即能保證一定的準確度），又使用方便、容易實現的溫標，即國際實用溫標，又稱國際溫標。1968年國際實用溫標規定熱力學溫度是基本溫度，用t表示，其單位是開爾文，符號為K。1K定義為水三相點熱力學溫度的1/273.16，水的三相點是指純水在固態、液態及氣態三項平衡時的溫度，熱力學溫標規定三相點溫度為273.16K，這是建立溫標的唯一基準點。電子信息工程技術專業教學資源庫THANKYOU課程組:梁長垠、宋榮、蘇全、韓君、張勝宇、賈方亮、梁召峰、晏凱《傳感器應用技術》課程Classificationandcharacteristicsoftemperaturesensors溫度傳感器分類與特點Sensorsapplicationtechnology1.1

溫度傳感器定義1.2

溫度傳感器要求1.3

溫度傳感器分類1.4

溫度傳感器特性課程內容CourseContents1.1

溫度傳感器定義1.2溫度傳感器要求1.3溫度傳感器分類1.4溫度傳感器特性課程內容CourseContents1.1

溫度傳感器定義溫度傳感器是一種將溫度變化轉換為電量變化的傳感器，它利用感溫元件的電參量隨溫度變化的特性，通過測量電路電信號變化來檢測溫度。具體來說，就是將溫度變化轉化為電路變化并輸出的裝置。例如，將溫度變化轉化為電阻、電勢、磁導等變化，再通過適當的測量電路就可以將這些點參數的變化來表達所測溫度的變化。定義：1.1

溫度傳感器定義物理原理：隨物體的熱膨脹相對變化而引起的體積變化；蒸氣壓的溫度變化；電極的溫度變化熱電偶產生的電動勢；光電效應熱電效應介電常數、導磁率的溫度變化；物質的變色、融解；強性振動溫度變化；熱放射；熱噪聲。1.1溫度傳感器定義1.2

溫度傳感器要求1.3溫度傳感器分類1.4溫度傳感器特性課程內容CourseContents1.2

溫度傳感器要求作為溫度傳感器應滿足的條件如下：特性與溫度之間的關系要適中，并容易檢測和處理，且隨溫度呈線性變化；除溫度以外，特性對其它物理量的靈敏度要低；特性隨時間變化要小；重復性好，沒有滯后和老化；靈敏度高，堅固耐用，體積小，對檢測對象的影響要小；機械性能好，耐化學腐蝕，耐熱性能好；能大批量生產，價格便宜；無危險性，無公害等。1.1溫度傳感器定義1.2溫度傳感器要求1.3

溫度傳感器分類1.4溫度傳感器特性課程內容CourseContents1.3溫度傳感器分類溫度傳感器種類繁多，分類方法各異，通常情況下：溫度傳感器接觸式溫度傳感器非接觸式溫度傳感器接觸式溫度傳感器特點：傳感器直接與被測物體接觸，由于被測物體的熱量傳遞給傳感器，降低了被測物體溫度，特別是被測物體熱容量較小時，測量精度較低。例如：熱電阻、熱敏電阻、熱電偶等。非接觸式溫度傳感器主要是利用被測物體熱輻射而發出紅外線，從而測量物體的溫度，可進行遙測。其制造成本較高，測量精度卻較低。優點是：不從被測物體上吸收熱量；不會干擾被測對象的溫度場；例如：輻射高溫計、輻射高溫計等。1.3溫度傳感器分類物理現象

體積熱膨脹

電阻變化溫差電現象導磁率變化電容變化壓電效應超聲波傳播速度變化物質顏色P–N結電動勢晶體管特性變化可控硅動作特性變化熱、光輻射種類鉑測溫電阻、熱敏電阻熱電偶BaSrTiO3陶瓷石英晶體振動器超聲波溫度計示溫涂料液晶半導體二極管晶體管半導體集成電路溫度傳感器可控硅輻射溫度傳感器光學高溫計1.氣體溫度計2.玻璃制水銀溫度計3.玻璃制有機液體溫度計4.雙金屬溫度計5.液體壓力溫度計6.氣體壓力溫度計1.熱鐵氧體2.

Fe-Ni-Cu合金1.1溫度傳感器定義1.2溫度傳感器要求1.3溫度傳感器分類1.4

溫度傳感器特性課程內容CourseContents1.4

溫度傳感器特性分類特征傳感器名稱測溫范圍寬、輸出小測溫電阻器、晶體管、熱電偶、可控硅、半導體集成電路傳感器、石英晶體振動器、壓力式溫度計、玻璃制溫度計線性型測溫范圍窄、輸出大熱敏電阻指數型函數開關型特性特定溫度、輸出大感溫鐵氧體、雙金屬溫度計

測溫特性1.4

溫度傳感器特性熱電偶、測溫電阻器、熱敏電阻、感溫鐵氧體、石英晶體振動器、雙金屬溫度計、壓力式溫度計、玻璃制溫度計、輻射傳感器、晶體管、二極管、半導體集成電路傳感器、可控硅分類特征傳感器名稱超高溫用1500℃以上光學高溫計、輻射傳感器高溫用1000～1500℃光學高溫計、輻射傳感器、熱電偶中高溫用500～1000℃光學高溫計、輻射傳感器、熱電偶中溫用0～500℃低溫用-250～0℃極低溫用-270～-250℃BaSrTiO3陶瓷晶體管、熱敏電阻、壓力式玻璃溫度計見表下內容

測溫范圍1.4

溫度傳感器特性分類特征傳感器名稱測定精度±0.1～±0.5℃鉑測溫電阻、石英晶體振動器、玻璃制溫度計、氣體溫度計、光學高溫計溫度標準用測定精度±0.5～±5℃熱電偶、測溫電阻器、熱敏電阻、雙金屬溫度計、壓力式溫度計、玻璃制溫度計、輻射傳感器、晶體管、二極管、半導體集成電路傳感器、可控硅絕對值測定用管理溫度測定用相對值±1～±5℃

測定精度電子信息工程技術專業教學資源庫THANKYOU課程組:梁長垠、宋榮、蘇全、韓君、張勝宇、賈方亮、梁召峰、晏凱《傳感器應用技術》課程PNjunctiontemperaturesensorPN結溫度傳感器Sensorsapplicationtechnology1.1

PN結溫度傳感器結構1.2

PN結溫度傳感器原理1.3PN結溫度傳感器應用課程內容CourseContents1.1

PN結溫度傳感器結構1.2PN結溫度傳感器原理1.3PN結溫度傳感器應用課程內容CourseContents1.1PN結溫度傳感器結構PN結溫度傳感器是一種半導體敏感器件，就是利用普通的二極管作為溫度檢測元件，用以實現溫度/電壓的轉換。例如開關二極管IN4148，硅三極管9013（可將集電極和基極短接）1.1PN結溫度傳感器結構1.2

PN結溫度傳感器原理1.3PN結溫度傳感器應用課程內容CourseContents1.2PN結溫度傳感器原理晶體二極管或三極管的PN結的結電壓是隨溫度變化而變化的。例如硅管的PN結的結電壓在溫度每升高1°C，輸出電壓下降約-2mV。利用這種特性，一般可直接采用二極管或硅三極管（可將集電極和基極短接）接成二極管來做PN結溫度傳感器。由此可見，PN結溫度傳感器是一種負溫度系數傳感器，即隨著溫度的升高，PN結上的輸出電壓相應下降。PN結溫度傳感器的測溫范圍一般為-20~150°C。1.2

PN結溫度傳感器原理1.1PN結溫度傳感器結構1.2PN結溫度傳感器原理1.3PN結溫度傳感器應用課程內容CourseContents1.3PN結溫度傳感器應用PN結溫度傳感器使用注意事項：（2）為避免二極管本身的溫升影響測量精度，要求通過二極管的工作電流不能過大，一般為100~300mA。（1）PN結溫度傳感器是有極性的，有正負之分。（3）PN結溫度傳感器在0℃時的輸出電壓不是0mv伏，而是700mv左右，因此在電路設計中有時需要0點遷移。PN結溫度測量應用電路分析1.3PN結溫度傳感器應用PN結溫度測量電路原理分析1.3PN結溫度傳感器應用由二極管1N4148和可調電位器以及兩個固定阻值電阻組成惠斯通電橋。當1N4148二極管周圍溫度發生變化時，TP1處的電壓也會發生變化，通過運放差動放大之后TP5處的電壓可反映出二極管1N4148的溫度變化，將TP5處的電壓送入顯示表頭中進行溫度顯示，通過電路零點和滿度調節，即可做成一款二極管溫度儀表。電子信息工程技術專業教學資源庫THANKYOU課程組:梁長垠、宋榮、蘇全、韓君、張勝宇、賈方亮、梁召峰、晏凱《傳感器應用技術》課程Thermistor熱敏電阻Sensorsapplicationtechnology1.1

電阻式溫度傳感器1.2

熱敏電阻定義與分類1.3

熱敏電阻外形與特性1.4

熱敏電阻主要參數1.5

熱敏電阻應用分析課程內容CourseContents1.1

電阻式溫度傳感器1.2熱敏電阻定義與分類1.3熱敏電阻外形與特性1.4熱敏電阻主要參數1.5熱敏電阻應用分析課程內容CourseContents1.1

電阻式溫度傳感器電阻式溫度傳感器利用導體或半導體的電阻隨溫度變化而變化的性質而工作的。用儀表測量出熱電阻的阻值變化，經過查表換算即可得到與電阻值對應的溫度值。定義：分類：金屬熱電阻傳感器—稱為熱電阻半導體熱電阻傳感器—稱為熱敏電阻電阻式溫度傳感器1.1電阻式溫度傳感器1.2

熱敏電阻定義與分類1.3熱敏電阻外形與特性1.4熱敏電阻主要參數1.5熱敏電阻應用分析課程內容CourseContents1.2

熱敏電阻定義與分類定義：熱敏電阻是利用某種半導體材料的電阻率隨溫度變化而變化的性質制成的,屬于半導體測溫元件。分類：熱敏電阻正溫系數熱敏電阻（PTC）臨界溫度系數（CTR）負溫系數熱敏電阻（NTC）熱敏電阻的種類很多，按阻值與溫度關系特性可分為：1.1電阻式溫度傳感器1.2熱敏電阻定義與分類1.3熱敏電阻外形與特性1.4熱敏電阻主要參數1.5熱敏電阻應用分析課程內容CourseContents1.3熱敏電阻外形與特性熱敏電阻外形：1.3熱敏電阻外形與特性熱敏電阻特性：(1)正溫度系數熱敏電阻器（PTC）電阻值隨溫度升高而增大的電阻器，簡稱PTC熱敏阻器。(2)負溫度系數熱敏電阻器（NTC）電阻值隨溫度升高而下降的熱敏電阻器簡稱NTC熱敏電阻器。(3)臨界溫度系數熱敏電阻器（CTR)該類電阻器的電阻值在某特定溫度范圍內隨溫度升高而降低3~4個數量級，即具有很大負溫度系數。1.1電阻式溫度傳感器1.2熱敏電阻定義與分類1.3熱敏電阻外形與特性1.4

熱敏電阻主要參數1.5熱敏電阻應用分析課程內容CourseContents1.4

熱敏電阻主要參數熱敏電阻主要參數包括：(1)標稱電阻R25（冷阻）標稱電阻值是熱敏電阻在25±0.2℃時的阻值。(2)電阻溫度系數（%/℃）熱敏電阻的溫度變化1℃時電阻值的變化率。

(3)最高工作溫度Tmax熱敏電阻器在規定技術條件下長期連續工作所允許最高溫度：T0—環境溫度；PE—環境溫度為T0時的額定功率；H—耗散系數(4)轉變點溫度Tc熱敏電阻器的電阻一溫度特性曲線上的拐點溫度，主要指正電阻溫度

系數熱敏電阻和臨界溫度熱敏電阻。1.4

熱敏電阻主要參數(5)額定功率PE熱敏電阻器在規定的條件下，長期連續負荷工作所允許的消耗功率。在此功率下,它自身溫度不應超過Tmax。(6)測量功率P0熱敏電阻器在規定的環境溫度下,受到測量電流加熱而引起的電阻值變化不超過0.1％時所消耗的功率(7)工作點電阻RG在規定的溫度和正常氣候條件下，施加一定的功率后使電阻器自熱而達到某一給定的電阻值。熱敏電阻主要參數包括：1.1電阻式溫度傳感器1.2熱敏電阻定義與分類1.3熱敏電阻外形與特性1.4熱敏電阻主要參數1.5

熱敏電阻應用分析課程內容CourseContentsPN結溫度測量應用電路分析1.5

熱敏電阻應用分析電子信息工程技術專業教學資源庫THANKYOU課程組:梁長垠、宋榮、蘇全、韓君、張勝宇、賈方亮、梁召峰、晏凱《傳感器應用技術》課程Thermalresistancetemperaturesensor熱電阻溫度傳感器Sensorsapplicationtechnology1.1

熱電阻原理1.2

熱電阻分類1.3

鉑熱電阻1.4

銅熱電阻1.5

熱電阻應用課程內容CourseContents1.1

熱電阻原理1.2熱電阻分類1.3鉑熱電阻1.4銅熱電阻1.5熱電阻應用課程內容CourseContents1.1

熱電阻原理熱電阻測溫原理熱電阻主要是利用電阻隨溫度升高而增大的特性來測量溫度的。溫度升高，金屬內部原子晶格的振動加劇，從而使金屬內部的自由電子通過金屬導體時的阻力增大，宏觀上表現出電阻率變大，總電阻值增加。熱電阻的阻值與溫度的關系為

Rt=Ro(1+At+Bt2+Ct3+Dt4)式中：R0為熱電阻在0℃時的電阻值A、B、C、D為溫度系數1.1

熱電阻原理熱電阻材料特性作為測溫熱電阻的金屬材料應具有如下特性：電阻溫度系數大；電阻率要大；熱容量小；測溫范圍內應具有穩定的物理和化學性質；電阻與溫度的關系最好近似于線性。1.1熱電阻原理1.2

熱電阻分類1.3鉑熱電阻1.4銅熱電阻1.5熱電阻應用課程內容CourseContents1.2

熱電阻分類按封裝形式分鉑熱電阻銅熱電阻普通型熱電阻鎧裝型熱電阻端面型熱電阻隔爆型熱電阻按使用材料分1.1熱電阻原理1.2熱電阻分類1.3

鉑熱電阻1.4銅熱電阻1.5熱電阻應用課程內容CourseContents1.3鉑熱電阻鉑熱電阻種類與結構：目前中國常用的鉑熱電阻有兩種，分度號Ptl00和Ptl0，最常用的是Ptl00，R(0℃)=100.00Ω，純度為R（100℃）/R（0℃）=1.3851

常用測溫范圍-200℃～850℃鉑熱電阻結構如圖所示。銀引出線鉑絲云母骨架銀綁帶保護套管石英骨架1.3鉑熱電阻Pt100分度值表：1.1熱電阻原理1.2熱電阻分類1.3鉑熱電阻1.4

銅熱電阻1.5熱電阻應用課程內容CourseContents1.4

銅熱電阻銅熱電阻種類與結構：目前我國工業上用的銅電阻分度號為Cu50和Cul00。純度為R（100℃）/R（0℃）=1.428±0.002

。常用測溫范圍-50℃~150℃銅熱電阻絲線圈骨架補償組銅引出線1.1熱電阻原理1.2熱電阻分類1.3鉑熱電阻1.4銅熱電阻1.5

熱電阻應用課程內容CourseContents熱電阻測量電路1.5

熱電阻應用為了準確地測出電阻的大小以反映溫度的高低，常采用電橋來測量Rt阻值的變化，并轉化為電壓輸出△U。

當溫度上升時，使則，由此可見，采用兩線制接法時由于連接導線電阻將會引起測量誤差。對兩線制連接方法，當電橋平衡時熱電阻測量電路有兩線制、三線制和四線制三種接法。1.5

熱電阻應用在兩線制接法中，由于連接導線的電阻計入熱電阻的阻值中，會產生附加誤差；利用三線制可以補償連接導線電阻引起的測量誤差，但三線制要求三根導線的材質、線徑、長度一致且工作溫度相同，使三根導線的電阻值相同；而四線制則不受連接導線的影響。電子信息工程技術專業教學資源庫THANKYOU課程組:梁長垠、宋榮、蘇全、韓君、張勝宇、賈方亮、梁召峰、晏凱《傳感器應用技術》課程BasicKnowledgeofThermocouple熱電偶基礎知識Sensorsapplicationtechnology1.1

熱電偶分類1.2熱電偶材料1.3

熱電偶結構1.4

熱電偶應用課程內容CourseContents1.1

熱電偶分類1.2熱電偶材料1.3熱電偶結構1.4熱電偶應用課程內容CourseContents熱電偶是目前溫度測量中使用最普遍的傳感元件之一。熱電偶的種類標準熱電偶非標準化熱電偶

經國際電工委員會(IEC)認證的性能較好的熱電偶為標準熱電偶。否則為非標準熱電偶。裝配型熱電偶鎧裝型熱電偶薄膜型熱電偶表面型熱電偶1.1

熱電偶分類1.1熱電偶分類1.2熱電偶材料1.3熱電偶結構1.4熱電偶應用課程內容CourseContents1.2

熱電偶材料理論上講，任何兩種不同材料的導體都可以組成熱電偶，但為了準確可靠的測量溫度，對組成熱電偶的材料必須經過嚴格的篩選。熱電偶材料應滿足：

物理性能穩定，熱電特性不隨時間改變；化學性能穩定，以保證在不同介質中測量時不被腐蝕；熱電勢高，導電率高，且電阻溫度系數小；便于制造；復現性好，便于成批生產。1.2

熱電偶材料標準熱電偶材料目前，經IEC認證標準熱電偶有8種，標準化熱電偶具有統一的分度值表。名稱分度號名稱分度號鉑銠30--鉑銠6B鎳鉻硅--鎳硅N鉑銠13--鉑R鎳鉻--銅鎳(康銅)E鉑銠10--鉑S鐵--銅鎳(康銅)J鎳鉻--鎳硅K銅--銅鎳(康銅)T1.2

熱電偶材料與分類非標準熱電偶材料末經國際電工委員會(IEC)認證的熱電偶為非標準熱電偶。包括：鉑銠系

銥銠系

鎢錸系雙鉑鉬1.1熱電偶分類1.2熱電偶材料1.3

熱電偶結構1.4熱電偶應用課程內容CourseContents1.3熱電偶結構

工業熱電偶結構示意圖1－接線盒；2－保險套管3―絕緣套管4―熱電偶絲1234普通熱電偶1.1熱電偶分類1.2熱電偶材料1.3熱電偶結構1.4

熱電偶應用課程內容CourseContents1.4

熱電偶應用1）熱電偶的選擇、安裝使用熱電偶的選用應該根據被測介質的溫度、壓力、介質性質、測溫時間長短來選擇熱電偶和保護套管。在工業生產中，熱電偶常與毫伏計連用（XCZ型動圈式儀表）或與電子電位差計聯用，后者精度較高，且能自動記錄。另外也可通過與溫度變送器經放大后再接指示儀表，或作為控制用的信號。1.4

熱電偶應用2）熱電偶的分度值表1.4

熱電偶應用2）熱電偶的分度值表電子信息工程技術專業教學資源庫THANKYOU課程組:梁長垠、宋榮、蘇全、韓君、張勝宇、賈方亮、梁召峰、晏凱《傳感器應用技術》課程Thermocoupleprinciple熱電偶工作原理Sensorsapplicationtechnology1.1

熱電效應1.2

熱電偶的熱電勢1.3

熱電偶回路的性質1.4

熱電偶測量電路1.5

熱電偶冷端補償課程內容CourseContents1.1

熱電效應1.2熱電偶的熱電勢1.3熱電偶回路的性質1.4熱電偶測量電路1.5熱電偶的冷端補償課程內容CourseContents1.1

熱電效應兩種不同的導體或半導體A和B組合成如圖所示閉合回路。若導體A和B的連接處溫度不同（設T＞T0），則在此閉合回路中就有電流產生，也就是說回路中有電動勢存在，這種現象叫做熱電效應。熱電效應又稱塞貝克效應。T＞T0I熱電偶是利用導體的“熱電效應”制作的溫度傳器器。回路中所產生的電動勢，叫熱電勢。熱電勢由兩部分組成，即溫差電勢和接觸電勢。1.1熱電效應1.2

熱電偶的熱電勢1.3熱電偶回路的性質1.4熱電偶測量電路1.5熱電偶冷端補償課程內容CourseContents1.2

熱電偶的熱電勢TABT0T0冷端熱端熱電極兩根不同的導體或半導體一端焊接或絞接而成1.2

熱電偶的熱電勢1）接觸電勢eAB(T)——導體A、B結點在溫度T時形成的接觸電動勢；e——單位電荷，e=1.6×10-19C；

k——波爾茲曼常數，k=1.38×10-23J/K

；NA、NB

——導體A、B在溫度為T時的電子密度。接觸電勢的大小與溫度高低及導體中的電子密度有關，溫度越高，接觸電勢越大；兩種導體電子密度的比值越大，接觸電勢也越大。1.2

熱電偶的熱電勢1）溫差電勢eA(T，T0)——導體A兩端溫度為T、T0時

形成的溫差電動勢；T，T0——高低端的絕對溫度；σA——湯姆遜系數，表示導體A兩端的溫

度差為1℃時所產生的溫差電動勢，

例如在0℃時，銅的σ=2μV/℃。ToTAeA(T,To)1.2

熱電偶的熱電勢3）回路總電勢由導體材料A、B組成的閉合回路，其接點溫度分別為T、T0,如果T＞T0，則必存在著兩個接觸電勢和兩個溫差電勢，回路總電勢：NAT、NAT0——導體A在結點溫度為T和T0時的電子密度；NBT、NBT0——導體B在結點溫度為T和T0時的電子密度；σA

、σB——導體A和B的湯姆遜系數。1.1熱電效應1.2熱電偶的熱電勢1.3

熱電偶回路的性質1.4熱電偶測量電路1.5熱電偶冷端補償課程內容CourseContents1.3熱電偶回路的性質（1)均質導體定律由一種均質導體組成的閉合回路，不論其導體是否存在溫度梯度，回路中沒有電流(即不產生電動勢)；反之，如果有電流流動，此材料則一定是非均質的，即熱電偶必須采用兩種不同材料作為電極。（2)中間導體定律一個由幾種不同導體材料連接成的閉合回路，只要它們彼此連接的接點溫度相同，則此回路各接點產生的熱電勢的代數和為零,如圖由A、B、C三種材料組成的閉合回路，則E總=EAB（T）+EBC（T）+ECA（T）=0結論：可以在回路中接入電氣測量儀表，而且也允許采用任意的方法來焊接熱電偶。1.3熱電偶回路的性質結論：熱電偶回路熱電勢只與組成熱電偶的材料及兩端溫度有關；與熱電偶的長度、粗細無關。(同材同溫總電勢為0)只有用不同性質的導體(或半導體)才能組合成熱電偶；相同材料不會產生熱電勢，因為當A、B兩種導體是同一種材料時，ln(NA/NB)=0，也即EAB(T，T0)=0。只有當熱電偶兩端溫度不同,熱電偶的兩導體材料不同時才能有熱電勢產生。材料確定后，熱電勢大小只與熱電偶兩端溫度有關。如使EAB(T0)=常數，則回路熱電勢EAB(T，T0)就只與溫度T有關，而且是T的單值函數。1.1熱電效應1.2熱電偶的熱電勢1.3熱電偶回路的性質1.4

熱電偶測量電路1.5熱電偶冷端補償課程內容CourseContents1.4

熱電偶測量電路1)測量單點溫度的基本測溫線路熱電偶顯示儀表連接導線2)測量兩點之間溫差的測溫線路1.4

熱電偶測量電路3)測量平均溫度的測溫線路4)若干熱電偶共用一臺儀表的測量線路1.1熱電效應1.2熱電偶的熱電勢1.3熱電偶回路的性質1.4熱電偶測量電路1.5

熱電偶冷端補償課程內容CourseContents1.5

熱電偶的冷端補償1.熱電偶的冷端處理與溫度補償熱電偶熱電勢的大小是熱端溫度和冷端的函數差，為保證輸出熱電勢是被測

溫度的單值函數，必須使冷端溫度保持恒定；熱電偶分度表給出的熱電勢是以冷端溫度0℃為依據，否則會產生誤差。方法：

冰點槽法計算修正法補正系數法零點遷移法冷端補償器法軟件處理法1.5熱電偶的冷端補償2.計算修正法用普通室溫計算出參比端實際溫度TH，利用公式計算例用銅-康銅熱電偶測某一溫度T，參比端在室溫環境TH中，測得熱電動勢EAB(T，TH)=1.999mV，又用室溫計測出TH=21℃,查分度表可知，EAB(21,0)=0.832mV，故EAB(T，0)=EAB(T，21)+EAB(21，T0)=1.999+0.832=2.831(mV)再次查分度表，與2.831mV對應的熱端溫度T=68℃。EAB(T,T0)=EAB(T,TH)+EAB(TH,T0)電子信息工程技術專業教學資源庫THANKYOU課程組:梁長垠、宋榮、蘇全、韓君、張勝宇、賈方亮、梁召峰、晏凱《傳感器應用技術》課程IntegratedTemperatureSensor集成溫度傳感器Sensorsapplicationtechnology1.1

集成溫度傳感器組成1.2

集成溫度傳感器分類1.3

集成溫度傳感器特性1.4

集成溫度傳感器應用課程內容CourseContents1.1

集成溫度傳感器組成1.2集成溫度傳感器分類1.3集成溫度傳感器特性1.4集成溫度傳感器應用課程內容CourseContents1.1

集成溫度傳感器組成在一塊極小的半導體芯片上集成了包括溫度敏感器件、信號放大電路、溫度補償電路、基準電源電路等在內的各個單元，它使傳感器和集成電路融為一體。定義：組成：集成溫度傳感器是采用硅半導體集成工藝制成的傳感器，又稱為硅傳感器或單片集成溫度傳感器。1.1集成溫度傳感器組成1.2

集成溫度傳感器分類1.3集成溫度傳感器特性1.4集成溫度傳感器應用課程內容CourseContents1.2

集成溫度傳感器分類集成溫度傳感器模擬集成溫度傳感器數字集成溫度傳感器邏輯輸出型溫度傳感器電壓輸出型溫度傳感器電流輸出型溫度傳感器1.1集成溫度傳感器組成1.2集成溫度傳感器分類1.3

集成溫度傳感器特性1.4集成溫度傳感器應用課程內容CourseContents1.3集成溫度傳感器特性與傳統的熱電阻、熱電偶溫度計相比，集成溫度傳感器具有如下特點：☆線性度好☆靈敏度高☆輸出信號大☆使用方便☆外圍電路簡單☆性能可靠☆測溫范圍小（-50~150°C）1.1集成溫度傳感器組成1.2集成溫度傳感器分類1.3集成溫度傳感器特性1.4

集成溫度傳感器應用課程內容CourseContents1.4

集成溫度傳感器應用1.電流型集成溫度傳感器——AD590系列AD590是電流型集成溫度傳感器，其輸出電流與環境絕對溫度成正比，所以可以直接制成絕對溫度儀。AD590有I、J、K、L、M等型號系列，采用金屬管殼封裝。靈敏度1μA/°C外形圖1.4

集成溫度傳感器應用1.電流型集成溫度傳感器——AD590系列采用集成溫度傳感器AD590構成的數字式溫度計1.4

集成溫度傳感器應用2.電壓型集成溫度傳感器——AN6701SAN6701S是電壓型集成溫度傳感器，其輸出電壓U0和溫度成正比。它采用塑料封裝，外形如圖所示。1.4

集成溫度傳感器應用3.電壓型集成溫度傳感器—LM35LM35是電壓型集成溫度傳感器，其輸出電壓與攝氏溫度成正比，無需校準，可以直接制成攝氏溫度測量儀。靈敏度為10mV/°C。電子信息工程技術專業教學資源庫THANKYOU課程組:梁長垠、宋榮、蘇全、韓君、張勝宇、賈方亮、梁召峰、晏凱《傳感器應用技術》課程humiditysensor濕度傳感器Sensorsapplicationtechnology1.1

濕度的定義與分類1.2

濕度傳感器結構1.3

濕度傳感器原理1.4

濕度傳感器應用課程內容CourseContents1.1

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