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1、温度传感器简介,朱君妍1333991,一、温度传感器介绍,温度传感器（temperature transducer）是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。温度传感器是五花八门的各种传感器中最为常用的一种，现代的温度传感器外形非常得小，这样更加让它广泛应用在生产实践的各个领域中，也为人们的生活提供了无数的便利和功能。,二、温度传感器的分类,按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。,A、按测量方式分类,接触式温度传感器有：双金属温度传感器、电阻温度计、热电偶温度传感器、热敏电阻、玻璃液体温度计、
2、压力式温度计、低温气体温度计、蒸汽压温度计、顺磁盐温度计、量子温度计、半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器等。非接触式温度传感器有：声学温度传感器、红外传感器、激光温度传感器、超声波温度传感器和微波传感器等。,双金属温度传感器,热电阻传感器,热电偶温度传感器,激光红外温度传感器,B、按传感器材料及电子元件特性分类,三、温度传感器的工作原理,接触式温度传感器：接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触，又称温度计。温度计通过传导或对流达到热平衡，从而使温度计的示值能直接表示被测对象的温度，一般测量精度较高。接触式温度传感器包括：双金属温度传感器、液体温度计、热电阻温度传感器
3、、热电偶温度传感器、热敏电阻温度传感器。,工作原理,双金属温度传感器：双金属片由两片不同膨胀系数的金属贴在一起而组成，随着温度变化，材料A比另外一种金属膨胀程度要高，引起金属片弯曲。弯曲的曲率可以转换成一个输出信号。,液体温度计：利用感温液体受热膨胀原理工作的。它利用作为介质的感温液体随温度变化而体积发生变化与玻璃随温度变化而体积变化之差来测量温度。,热电阻传感器：金属随着温度变化，其电阻值也发生变化。对于不同金属来说，温度每变化一度，电阻值变化是不同的，电阻值可以直接作为输出信号，从而测量出温度值。优点：具有准确度高、输出信号大、灵敏度高、测温范围广、稳定性好、无需参考点。应用：在流程工业中
4、有大量应用。,热电偶传感器：热电偶由两个不同材料的金属线组成，两种导体接触在一块，结点处会有一个稳定的电动势；同一导体，两端温度不同，两端间有一定大小的电动势，就可以准确知道加热点的温度。其温度测量回路由热电偶、补偿导线及测量仪表构成。优点：具有工作可靠、响应较快、易于使用、成本低、测温范围广、适于远距离测控。应用：在电力、化工、石油等工业场合应用较普遍，广泛用来测量-2001300范围内的温度。,热敏电阻温度传感器：是一种电阻值随其温度呈指数变化的半导体热敏感元件，分为电阻随温度升高而增加的正温度系数PTC型，以及电阻随温度升高而降低的负温度系数NTC型。优点：灵敏度高、电阻值高、体积小、结
5、构简单、响应时间短、功耗小、价格低、化学稳定性好。应用：现大量用于家电、汽车、HVAC采暖通风、医疗、电信和特定工业场合的温度测量，少用于工业上。,非接触式温度传感器：,主要是利用被测物体热辐射而发出红外线，从而测量物体的温度，可进行遥测。其制造成本较高，测量精度却较低。优点是：不从被测物体上吸收热量；测量上限不受感温元件耐温程度的限制，可测量较高温度；不会干扰被测对象的温度场；连续测量不会产生消耗；反应快等。,四、温度传感器的参数,常用热电阻：使用范围：-260850；精度：0.001。改进后可连续工作2000h，失效率小于1，使用期为10年。精度：A 级 0 200M 供电电流：2mA外壳
6、材料：不锈钢测量介质：与不锈钢兼容的气体和液体温度极限：120 额定温度范围(持续30秒不损坏),NTC温度传感器,规格型号表示方法：-CWF 公司标示记号；NTC热敏电阻负温度传感器标示符号；标称电阻值为25度时的数值,单位为欧姆，前两位数字表示电阻值的有效数字，第三位数字表示其后零的个数；电阻值公差符号（%）；,B值常数记号 一般为25/50度时的数值，其他条件下以备注说明；B值公差符号（%）；,计算B值温度代码；,负温度传感器的长度标示记号，单位为毫米；负温度传感器头部外型标示记号；,负温度传感器的定义代码。,五、温度传感器的发展趋势,1、目前工业常用的测温范围为-200-3000，随着
7、工业的发展，对超高温、超低温的测量要求越来越迫切，如在宇宙火箭技术中常常需要测量几千度的高温。2、提高测量精度:随着电子技术的发展，信号处理仪表的精度有了很大的提高，特别是微型计算机的使用使得对信号的处理精度更加提高。3、扩大测温对象:随着工业和人们日常生活要求的提高，现在已由点测量发展到线、面测量。,4、发展新产品，根据被测对象的环境，提出了许多特殊的要求。如防硫、防爆、耐磨的热电偶，钢水连续测温，火焰温度测量等。5、检定自动化:由于温度校验装置将直接影响温度仪表质量的提高，值得在这方面花大力气进行研究。,温度传感器在桥梁检测的应用,桥梁在一个国家的交通运输和经济发展中占有重要位置，桥梁缺陷
8、检测和结构健康监测是保证桥梁安全运营的重要手段。一般来说，桥梁对于安全性、可靠性、耐用性、稳定性的需求是非常之高的。在桥梁的使用过程中，如何才能对桥梁经行实时的监控呢？温度传感器就为我们解决了这个难题，温度传感器应用在桥梁中可实现对桥梁结构健康状况的长期实时监测，并为将来评估桥梁的损伤状况提供依据。,桥梁健康监测系统由监测子系统、通信子系统、数据处理子系统、远程监控子系统以及防雷子系统组成监测子系统是桥梁健康监测系统的数据源，提供实时处理和事后处理需要的所有数据。健康监测系统的传感器包括倾角传感器、加速度传感器、温度传感器、应力传感器、拉力传感器、压力传感器、位移传感器、温度传感器、湿度传感器
9、等。,引起桥梁结构内力的温度有季节温差和日照温差。所以温度传感器的布设需要能够监测环境温度和在构件内的温度梯度分布，防止温差引起的结构内力。目前性能最好的温度传感器是光纤光栅温度传感器。一般的桥梁施工中，我们可以用只有普通温度计大小的温度传感器，将其随混凝土灌浇入桥梁结构的关键部位。根据其测出的数据，施工人员可随时调整，使桥梁工程质量得到精确保障。,温度传感器的要求：能实现绝对测量、测量精度满足有关规范要求、量程满足桥梁建设地点历史统计资料的最低和最高温度、抗电磁干扰强、耐久性好。,例：山东滨州黄河公路大桥,桥梁的监测内容有荷载和响应。荷载主要为风荷载和温度荷载；响应主要为应变、位移、加速度和索力。该健康监测系统的功能是实时监测该桥的受力状态，对该桥的健康安全状况进行评定。,
