溫度檢測及傳感器應用.ppt

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第二章溫度檢測及傳感器應用 項目3溫度檢測及傳感器使用技能訓練 電冰箱冷藏室溫度一般都保持在5 以下 利用NTC熱敏電阻設計的電冰箱溫度超標指示器電路如圖 任務1制作電冰箱溫度超標指示器 1 電路分析 電路由熱敏電阻Rt和做比較器用的運算放大器IC等元器件組成 運算放大器IC反相輸入端加有R1和熱敏電阻Rt的分壓電壓 該電壓隨電冰箱冷藏室溫度的變化而變化 項目3溫度檢測及傳感器使用技能訓練 2 NTC熱敏電阻的選擇 Rt是一種NTC熱敏電阻 它是一種溫度傳感器 是唯一一種其電阻值能夠根據(jù)電冰箱冷藏室溫度變化而變化的元件 因此 任務1實施的關(guān)鍵是要選擇一種合適的熱敏電阻 項目3溫度檢測及傳感器使用技能訓練 3 制作步驟 1 準備元器件 繪制印制電路板 PCB 或者直接選擇面包板 選擇玻封型NTC熱敏電阻與電子元器件 導線若干 2 準備工具 電烙鐵 萬用表 5 15V可調(diào)直流穩(wěn)壓電源 1級精度溫度表 3 電路裝配 4 接通電源 調(diào)試 注意 穩(wěn)壓電源調(diào)至9V輸出 NTC熱敏電阻暫用510k 電阻代替 檢查電路板工作是否正常 如正常 進行下一步 如不正常 用萬用表檢查故障點 并排除之 5 安裝NTC熱敏電阻 調(diào)節(jié)電位器RP 觀察和記錄報警溫度 進行電路參數(shù)和溫度超標指示器工作結(jié)果分析 項目3溫度檢測及傳感器使用技能訓練 項目4溫度傳感器知識學習 溫度與溫標 1 溫度 溫度是表征物體冷熱程度的物理量 溫度的概念是以熱平衡為基礎的 如果兩個相接觸物體的溫度不相同 它們之間就會產(chǎn)生熱交換 熱量將從溫度高的物體向溫度低的物體傳遞 直到兩個物體達到相同的溫度為止 項目4溫度傳感器知識學習 2 溫標 1 攝氏溫標 2 華氏溫標 3 熱力學溫標 4 國際實用溫標 項目4溫度傳感器知識學習 溫度的測量方法與溫度傳感器 項目4溫度傳感器知識學習 熱敏電阻 1 熱敏電阻種類及性能 1 NTC 電阻值隨溫度的升高而降低 負溫度系數(shù)熱敏電阻器 2 PTC 電阻值隨溫度升高而升高 正溫度系數(shù)熱敏電阻器 3 CTR 具有正負溫度系數(shù)特性 但在某一溫度范圍電阻值發(fā)生巨大變化 突變型溫度系數(shù)熱敏電阻器 2 熱敏電阻的主要技術(shù)指標 標稱電阻值 R25 熱敏電阻器在25 時的電阻值 多數(shù)廠商在熱敏電阻出廠時會給出在25 時電阻值 溫度系數(shù) 指溫度變化導致電阻的相對變化 溫度系數(shù)越大 熱敏電阻對溫度變化反應越靈敏 時間常數(shù) 溫度變化時 熱敏電阻的阻值變化到最終值63 2 時所需的時間 額定功率 允許熱敏電阻正常工作的最大功率 溫度范圍 允許熱敏電阻正常工作 且輸出特性沒有變化的溫度范圍 項目4溫度傳感器知識學習 項目4溫度傳感器知識學習 3 熱敏電阻的應用 1 用熱敏電阻測溫 2 熱敏電阻用于溫度補償 3 熱敏電阻用于溫度控制 項目4溫度傳感器知識學習 熱電阻傳感器 1 常用熱電阻 1 鉑熱電阻 2 銅熱電阻 項目4溫度傳感器知識學習 2 熱電阻傳感器結(jié)構(gòu) 1 普通熱電阻傳感器結(jié)構(gòu) 項目4溫度傳感器知識學習 2 鎧裝熱電阻傳感器結(jié)構(gòu) 項目4溫度傳感器知識學習 3 薄膜與厚膜型鉑熱電阻傳感器結(jié)構(gòu) 項目4溫度傳感器知識學習 3 熱電阻的測量電路 熱電阻的測量電路常采用惠斯通電橋電路 項目4溫度傳感器知識學習 4 三線制 四線制實際測量接線圖 項目4溫度傳感器知識學習 熱電偶傳感器 1 熱電效應 兩種不同材料的導體A和B組成的閉合回路 當兩個導體的接點溫度不相同時 回路中將產(chǎn)生電動勢 這種物理現(xiàn)象稱為熱電效應 兩種不同材料的導體所組成的回路稱為 熱電偶 組成熱電偶的導體稱為 熱電極 熱電偶所產(chǎn)生的電動勢稱為熱電勢 熱電偶原理圖 項目4溫度傳感器知識學習 項目4溫度傳感器知識學習 項目4溫度傳感器知識學習 由上式可以得出下列幾個結(jié)論 項目4溫度傳感器知識學習 2 中間導體定律 1 表棒 2 磷銅接插件 3 漆包線動圈表頭 HNi 鎳黃銅 QSn 錫磷青銅 Sn 焊錫 NiMn 鎳錳銅電阻絲 Cu 紫銅導線 項目4溫度傳感器知識學習 3 熱電偶的種類 項目4溫度傳感器知識學習 4 熱電偶的結(jié)構(gòu) 1 裝配型熱電偶 普通型熱電偶在管道中的安裝方法 項目4溫度傳感器知識學習 項目4溫度傳感器知識學習 2 鎧裝熱電偶 項目4溫度傳感器知識學習 3 薄膜熱電偶 1 工作端 2 熱電板 3 絕緣基板 4 引腳接頭 5 引出線 相同材料的熱電偶 項目4溫度傳感器知識學習 5 熱電偶使用方法 1 采用補償導線 項目4溫度傳感器知識學習 補償導線選擇 項目4溫度傳感器知識學習 接點連接 熱電偶接線端兩個接點盡可能近一些 盡量保持兩個接點溫度一致 使用長度 因為熱電偶的熱電勢很低 為微伏級 如果使用的距離過長 信號的衰減和環(huán)境中強電的干擾耦合 足可以使熱電偶的信號失真 造成測量和控制不準確 根據(jù)經(jīng)驗 通常使用熱電偶補償導線的長度控制在15m內(nèi)比較好 如果超過15m 建議使用溫度變逆器傳送信號 布線 補償導線一定要遠離動力線和干擾源 在避免不了穿越時 也盡可能采用交叉方式 不要平行 2 冷端溫度補償?shù)姆椒?冷端恒溫法 計算修正法 儀表機械零點調(diào)整法 電橋補償法 項目4溫度傳感器知識學習 項目4溫度傳感器知識學習 3 與溫度儀表連接方法 項目4溫度傳感器知識學習 6 應用舉例 1 金屬表面溫度的測量 項目4溫度傳感器知識學習 2 爐溫測控系統(tǒng) 項目4溫度傳感器知識學習 3 利用熱電偶監(jiān)測燃氣熱水器的火焰 項目4溫度傳感器知識學習 基于1 WIRE總線的DS18B20型智能溫度傳感器 1 DS18B20引腳 1 單線接口方式 可實現(xiàn)雙向通信 2 支持多點組網(wǎng)功能 多個DS18B20可并聯(lián)在單一總線上實現(xiàn)多點測溫 3 使用中不需要任何外圍器件 測量結(jié)果以9位數(shù)字量方式串行傳送 4 溫度范圍 55 125 5 電源電壓范圍 3 5 5V 項目4溫度傳感器知識學習 2 DS18B20測溫原理 項目4溫度傳感器知識學習 3 DS18B20內(nèi)部電路 項目4溫度傳感器知識學習 4 DS18B20連接方法 項目4溫度傳感器知識學習 5 MCS 51單片機的DS18B20編程方法 DS18B20內(nèi)部自帶5個ROM指令 6條專用指令 ROM指令為 ReadROM 33H 讀ROMMatchROM 55H 比較SkipROM CCH 跳過ROMSeachROM F0H 搜索 查找AlarmROM ECH 報警專用指令 WriteScratchpad 4EH 寫編曲RAMReadScratchpad BEH 讀數(shù)據(jù)CopyScratchpad 48H 復制ConvertT 44H 啟動轉(zhuǎn)換RecallE2 B8H 搜索 調(diào)用ReadPowerSupply B4H 讀電源電壓