传感器原理-其它温度传感器

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,1.4,其它温度传感器,物体的热辐射作用随物体温度变化,非接触测量,热惯性小,1.4.1 热辐射温度传感器,一、全辐射高温计,v,理论基础：,斯蒂芬玻尔兹曼定律：全部辐射能,E,b,=,0,T,4,。,v,方法：,用绝对黑体接收被测对象发出的所有波长的全部辐射能量,E,b,，黑体温升反映被测温度,。,即为斯蒂芬玻尔兹曼常数,=5.67*10-8,1,v,构成：,绝对黑体：,一定面积、表面粗糙并涂黑的铂片。,热电偶测温：,铂片,接收热量,、,温度升高,，铂片温度由,热电偶堆,测出，由,毫伏表或电位差计,读数。,红外线吸收体,热电偶,S,i,3,N,4,S,i,O,2,S,i,3,N,Si,辐射温度计的结构图,1.4,其它温度传感器,2,v,工作原理,：,被加热时，物体的颜色随温度,T,改变，温度愈高，物体愈亮。,理想黑体的,光谱辐射亮度,用,普朗克公式,表示：,C,1,、,C,2,为普朗克常数，,为波长，,T,为绝对温度。,二、光学高温计,1.4,其它温度传感器,v,精密仪表，常用于1064.43,o,C,以上温度的测量。,当波长一定时，物体的亮度,只与温度,T,有关，即,单波长测量原理,。,3,方法：,利用经过温度刻度的,钨丝灯,发出的,单色亮度,和,被测物体,的,单色辐射亮度,一样时，由,钨丝灯的温度,T,确定被测物体的温度。,1.4,其它温度传感器,工作原理：,光电器件把,物体的辐射能,转换成与之成一定比例的,电信号,。光电器件的,光电流,与被测物体的,亮度,成正比，用光电流的大小来判断被测物体温度。,三 光电高温计,v,是自动的光学高温计。,4,v,原理：利用物体在波长,1,和,2,两种单色辐射强度,比值随温度,T,变化来测量。,v,误差,小,。,v,常用于炼钢、轧钢过程中温度的准确测量。,四、比色温度计(双色温度计),光电器件,光敏电阻：100700,o,C,光电池：700,o,以上,1.4,其它温度传感器,5,1.4.2 热敏电容,工作原理:,(,B,a,S,r,)T,i,O,3,(钛酸锶钡)系列陶瓷电容器的,静电容(介电常数),随温度,T,变化。,高介电常数的陶瓷材料：,钛酸锶,SrTiO3,k=200),钛酸锶钡,(,BaSr,),TiO3,k=200,锆钛酸铅,Pb(Zr,Ti)O3,k=1000,，,(锆,gao),1.4,其它温度传感器,如,TI,公司(,德仪,)开发的采用,BST,（,BaSr,）,TiO3,热电材料的产品和,Honeywell,公司使用二氧化钒（,VO2,）,材料的热辐射计型产品都已达到实用化程度,。,6,（,B,a,S,r,）,T,i,O,3,陶瓷电容传感器的静电容,-,温度特性,1230,以上静电容与温度的关系曲线,1.4,其它温度传感器,7,v,某晶向的,石英振子的共振频率,随温度,T,直线变化。,v,直接输出准数字信息。,1.4.3 石英温度计,1.4,其它温度传感器,8,工作原理：,根据温度引起的振荡频率的偏移量来测量温度。,SAW,振荡器：由压电材料基片和沉积在基片上的差指换能器组成。,1.4.4 表面波温度传感器,1.4,其它温度传感器,V,R,为,SAW,传播速度，,L,为两个,IDT(,发射接收电极,)之间的距离，,E,为放大器相移量，,n,为正整数（与电极形状及,L,值有关）。,9,特点：,v,直接输出数字信息。,v,灵敏度高、线性好。,v,半导体工艺批量生产、尺寸小、价格低,。,可制成接触式和非接触式两种类型。,易于遥测、遥控。,1.4,其它温度传感器,10,表面波温度传感器的频温特性,1.4,其它温度传感器,11,v,工作原理：,气体中,传播声速,取决于气体的种类、压力、密度及,温度,T,。,v,方法：,石英振子发出的,超声波,在被测气体中传播，其,频率,随,气体温度,T,变化，经反射板反射后形成,干涉,，测定干涉来求出,温度,。,v,用途：,测量,变化很快的,温度,T,和,大范围,的平均温度。,1.4.5 超声波温度传感器,1.4,其它温度传感器,12,v,原理：,材料的弹性和密度,随温度,T,变化,，,谐振器的,谐振频率是温度,T,的,函数，这是一种高精度的测温方法。,v,应用：,石英晶体谐振器的,分辨率为,0.001,，用于,500,以下的测量。,铱和蓝宝石材料,谐振器,在,1900,时仍能保证原有性能，用于测量液态金属的温度。,1.4.6 谐振式温度计,1.4,其它温度传感器,13,1.4.7 音叉式水晶温度传感器,1.4,其它温度传感器,v,是一种新颖的数字传感器。,v,具有高准确度、高稳定及超高分辨率等优良特性。,v,是一种很有前途的基准,。,振动模式,扭转振动模式,测量范围较窄，对工艺要求苛刻。,弯曲振动模式,灵敏度高，同时满足宽温区工作和低功耗的要求，对工艺要求不苛刻。,14,1.4.8 光纤温度传感器,1、,光纤辐射式温度传感器：,适用于远距离遥测，最低可测温度500,o,C。,被测目标,透镜,硬包管,软包管,光纤束,探测器,输出,1.4,其它温度传感器,光纤辐射式温度传感器,15,2、,调制型荧光光纤温度传感器的测温原理,原理:,有些荧光物质受激发射的,某些谱线的强度,随,温度,T,变化，通过测量特定,谱线的强度,来确定荧光物质所处温度。,1.4,其它温度传感器,16,