温度检测及传感器应用.ppt

第二章温度检测及传感器应用 项目3温度检测及传感器使用技能训练 电冰箱冷藏室温度一般都保持在5 以下 利用NTC热敏电阻设计的电冰箱温度超标指示器电路如图 任务1制作电冰箱温度超标指示器 1 电路分析 电路由热敏电阻Rt和做比较器用的运算放大器IC等元器件组成 运算放大器IC反相输入端加有R1和热敏电阻Rt的分压电压 该电压随电冰箱冷藏室温度的变化而变化 项目3温度检测及传感器使用技能训练 2 NTC热敏电阻的选择 Rt是一种NTC热敏电阻 它是一种温度传感器 是唯一一种其电阻值能够根据电冰箱冷藏室温度变化而变化的元件 因此 任务1实施的关键是要选择一种合适的热敏电阻 项目3温度检测及传感器使用技能训练 3 制作步骤 1 准备元器件 绘制印制电路板 PCB 或者直接选择面包板 选择玻封型NTC热敏电阻与电子元器件 导线若干 2 准备工具 电烙铁 万用表 5 15V可调直流稳压电源 1级精度温度表 3 电路装配 4 接通电源 调试 注意 稳压电源调至9V输出 NTC热敏电阻暂用510k 电阻代替 检查电路板工作是否正常 如正常 进行下一步 如不正常 用万用表检查故障点 并排除之 5 安装NTC热敏电阻 调节电位器RP 观察和记录报警温度 进行电路参数和温度超标指示器工作结果分析 项目3温度检测及传感器使用技能训练 项目4温度传感器知识学习 温度与温标 1 温度 温度是表征物体冷热程度的物理量 温度的概念是以热平衡为基础的 如果两个相接触物体的温度不相同 它们之间就会产生热交换 热量将从温度高的物体向温度低的物体传递 直到两个物体达到相同的温度为止 项目4温度传感器知识学习 2 温标 1 摄氏温标 2 华氏温标 3 热力学温标 4 国际实用温标 项目4温度传感器知识学习 温度的测量方法与温度传感器 项目4温度传感器知识学习 热敏电阻 1 热敏电阻种类及性能 1 NTC 电阻值随温度的升高而降低 负温度系数热敏电阻器 2 PTC 电阻值随温度升高而升高 正温度系数热敏电阻器 3 CTR 具有正负温度系数特性 但在某一温度范围电阻值发生巨大变化 突变型温度系数热敏电阻器 2 热敏电阻的主要技术指标 标称电阻值 R25 热敏电阻器在25 时的电阻值 多数厂商在热敏电阻出厂时会给出在25 时电阻值 温度系数 指温度变化导致电阻的相对变化 温度系数越大 热敏电阻对温度变化反应越灵敏 时间常数 温度变化时 热敏电阻的阻值变化到最终值63 2 时所需的时间 额定功率 允许热敏电阻正常工作的最大功率 温度范围 允许热敏电阻正常工作 且输出特性没有变化的温度范围 项目4温度传感器知识学习 项目4温度传感器知识学习 3 热敏电阻的应用 1 用热敏电阻测温 2 热敏电阻用于温度补偿 3 热敏电阻用于温度控制 项目4温度传感器知识学习 热电阻传感器 1 常用热电阻 1 铂热电阻 2 铜热电阻 项目4温度传感器知识学习 2 热电阻传感器结构 1 普通热电阻传感器结构 项目4温度传感器知识学习 2 铠装热电阻传感器结构 项目4温度传感器知识学习 3 薄膜与厚膜型铂热电阻传感器结构 项目4温度传感器知识学习 3 热电阻的测量电路 热电阻的测量电路常采用惠斯通电桥电路 项目4温度传感器知识学习 4 三线制 四线制实际测量接线图 项目4温度传感器知识学习 热电偶传感器 1 热电效应 两种不同材料的导体A和B组成的闭合回路 当两个导体的接点温度不相同时 回路中将产生电动势 这种物理现象称为热电效应 两种不同材料的导体所组成的回路称为 热电偶 组成热电偶的导体称为 热电极 热电偶所产生的电动势称为热电势 热电偶原理图 项目4温度传感器知识学习 项目4温度传感器知识学习 项目4温度传感器知识学习 由上式可以得出下列几个结论 项目4温度传感器知识学习 2 中间导体定律 1 表棒 2 磷铜接插件 3 漆包线动圈表头 HNi 镍黄铜 QSn 锡磷青铜 Sn 焊锡 NiMn 镍锰铜电阻丝 Cu 紫铜导线 项目4温度传感器知识学习 3 热电偶的种类 项目4温度传感器知识学习 4 热电偶的结构 1 装配型热电偶 普通型热电偶在管道中的安装方法 项目4温度传感器知识学习 项目4温度传感器知识学习 2 铠装热电偶 项目4温度传感器知识学习 3 薄膜热电偶 1 工作端 2 热电板 3 绝缘基板 4 引脚接头 5 引出线 相同材料的热电偶 项目4温度传感器知识学习 5 热电偶使用方法 1 采用补偿导线 项目4温度传感器知识学习 补偿导线选择 项目4温度传感器知识学习 接点连接 热电偶接线端两个接点尽可能近一些 尽量保持两个接点温度一致 使用长度 因为热电偶的热电势很低 为微伏级 如果使用的距离过长 信号的衰减和环境中强电的干扰耦合 足可以使热电偶的信号失真 造成测量和控制不准确 根据经验 通常使用热电偶补偿导线的长度控制在15m内比较好 如果超过15m 建议使用温度变逆器传送信号 布线 补偿导线一定要远离动力线和干扰源 在避免不了穿越时 也尽可能采用交叉方式 不要平行 2 冷端温度补偿的方法 冷端恒温法 计算修正法 仪表机械零点调整法 电桥补偿法 项目4温度传感器知识学习 项目4温度传感器知识学习 3 与温度仪表连接方法 项目4温度传感器知识学习 6 应用举例 1 金属表面温度的测量 项目4温度传感器知识学习 2 炉温测控系统 项目4温度传感器知识学习 3 利用热电偶监测燃气热水器的火焰 项目4温度传感器知识学习 基于1 WIRE总线的DS18B20型智能温度传感器 1 DS18B20引脚 1 单线接口方式 可实现双向通信 2 支持多点组网功能 多个DS18B20可并联在单一总线上实现多点测温 3 使用中不需要任何外围器件 测量结果以9位数字量方式串行传送 4 温度范围 55 125 5 电源电压范围 3 5 5V 项目4温度传感器知识学习 2 DS18B20测温原理 项目4温度传感器知识学习 3 DS18B20内部电路 项目4温度传感器知识学习 4 DS18B20连接方法 项目4温度传感器知识学习 5 MCS 51单片机的DS18B20编程方法 DS18B20内部自带5个ROM指令 6条专用指令 ROM指令为 ReadROM 33H 读ROMMatchROM 55H 比较SkipROM CCH 跳过ROMSeachROM F0H 搜索 查找AlarmROM ECH 报警专用指令 WriteScratchpad 4EH 写编曲RAMReadScratchpad BEH 读数据CopyScratchpad 48H 复制ConvertT 44H 启动转换RecallE2 B8H 搜索 调用ReadPowerSupply B4H 读电源电压