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第二章溫度檢測(cè)及傳感器應(yīng)用 項(xiàng)目3溫度檢測(cè)及傳感器使用技能訓(xùn)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(shè)計(jì)的電冰箱溫度超標(biāo)指示器電路如圖 任務(wù)1制作電冰箱溫度超標(biāo)指示器 1 電路分析 電路由熱敏電阻Rt和做比較器用的運(yùn)算放大器IC等元器件組成 運(yùn)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(xiàng)目3溫度檢測(cè)及傳感器使用技能訓(xùn)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(wù)1實(shí)施的關(guān)鍵是要選擇一種合適的熱敏電阻 項(xiàng)目3溫度檢測(cè)及傳感器使用技能訓(xùn)練 3 制作步驟 1 準(zhǔn)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(dǎo)線若干 2 準(zhǔn)備工具 電烙鐵 萬用表 5 15V可調(diào)直流穩(wěn)壓電源 1級(jí)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(jìn)行下一步 如不正常 用萬用表檢查故障點(diǎn) 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(bào)警溫度 進(jìn)行電路參數(shù)和溫度超標(biāo)指示器工作結(jié)果分析 項(xiàng)目3溫度檢測(cè)及傳感器使用技能訓(xùn)練 項(xiàng)目4溫度傳感器知識(shí)學(xué)習(xí) 溫度與溫標(biāo) 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(chǔ)的 如果兩個(gè)相接觸物體的溫度不相同 它們之間就會(huì)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(gè)物體達(dá)到相同的溫度為止 項(xiàng)目4溫度傳感器知識(shí)學(xué)習(xí) 2 溫標(biāo) 1 攝氏溫標(biāo) 2 華氏溫標(biāo) 3 熱力學(xué)溫標(biāo) 4 國(guó)際實(shí)用溫標(biāo) 項(xiàng)目4溫度傳感器知識(shí)學(xué)習(xí) 溫度的測(cè)量方法與溫度傳感器 項(xiàng)目4溫度傳感器知識(shí)學(xué)習(xí) 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(fù)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(fù)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(biāo) 標(biāo)稱電阻值 R25 熱敏電阻器在25 時(shí)的電阻值 多數(shù)廠商在熱敏電阻出廠時(shí)會(huì)給出在25 時(shí)電阻值 溫度系數(shù) 指溫度變化導(dǎo)致電阻的相對(duì)變化 溫度系數(shù)越大 熱敏電阻對(duì)溫度變化反應(yīng)越靈敏 時(shí)間常數(shù) 溫度變化時(shí) 熱敏電阻的阻值變化到最終值63 2 時(shí)所需的時(shí)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(xiàng)目4溫度傳感器知識(shí)學(xué)習(xí) 項(xiàng)目4溫度傳感器知識(shí)學(xué)習(xí) 3 熱敏電阻的應(yīng)用 1 用熱敏電阻測(cè)溫 2 熱敏電阻用于溫度補(bǔ)償 3 熱敏電阻用于溫度控制 項(xiàng)目4溫度傳感器知識(shí)學(xué)習(xí) 熱電阻傳感器 1 常用熱電阻 1 鉑熱電阻 2 銅熱電阻 項(xiàng)目4溫度傳感器知識(shí)學(xué)習(xí) 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(xiàng)目4溫度傳感器知識(shí)學(xué)習(xí) 2 鎧裝熱電阻傳感器結(jié)構(gòu) 項(xiàng)目4溫度傳感器知識(shí)學(xué)習(xí) 3 薄膜與厚膜型鉑熱電阻傳感器結(jié)構(gòu) 項(xiàng)目4溫度傳感器知識(shí)學(xué)習(xí) 3 熱電阻的測(cè)量電路 熱電阻的測(cè)量電路常采用惠斯通電橋電路 項(xiàng)目4溫度傳感器知識(shí)學(xué)習(xí) 4 三線制 四線制實(shí)際測(cè)量接線圖 項(xiàng)目4溫度傳感器知識(shí)學(xué)習(xí) 熱電偶傳感器 1 熱電效應(yīng) 兩種不同材料的導(dǎo)體A和B組成的閉合回路 當(dāng)兩個(gè)導(dǎo)體的接點(diǎn)溫度不相同時(shí) 回路中將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì) 這種物理現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng) 兩種不同材料的導(dǎo)體所組成的回路稱為 熱電偶 組成熱電偶的導(dǎo)體稱為 熱電極 熱電偶所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱為熱電勢(shì) 熱電偶原理圖 項(xiàng)目4溫度傳感器知識(shí)學(xué)習(xí) 項(xiàng)目4溫度傳感器知識(shí)學(xué)習(xí) 項(xiàng)目4溫度傳感器知識(shí)學(xué)習(xí) 由上式可以得出下列幾個(gè)結(jié)論 項(xiàng)目4溫度傳感器知識(shí)學(xué)習(xí) 2 中間導(dǎo)體定律 1 表棒 2 磷銅接插件 3 漆包線動(dòng)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(dǎo)線 項(xiàng)目4溫度傳感器知識(shí)學(xué)習(xí) 3 熱電偶的種類 項(xiàng)目4溫度傳感器知識(shí)學(xué)習(xí) 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(xiàng)目4溫度傳感器知識(shí)學(xué)習(xí) 項(xiàng)目4溫度傳感器知識(shí)學(xué)習(xí) 2 鎧裝熱電偶 項(xiàng)目4溫度傳感器知識(shí)學(xué)習(xí) 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(xiàng)目4溫度傳感器知識(shí)學(xué)習(xí) 5 熱電偶使用方法 1 采用補(bǔ)償導(dǎo)線 項(xiàng)目4溫度傳感器知識(shí)學(xué)習(xí) 補(bǔ)償導(dǎo)線選擇 項(xiàng)目4溫度傳感器知識(shí)學(xué)習(xí) 接點(diǎn)連接 熱電偶接線端兩個(gè)接點(diǎn)盡可能近一些 盡量保持兩個(gè)接點(diǎn)溫度一致 使用長(zhǎng)度 因?yàn)闊犭娕嫉臒犭妱?shì)很低 為微伏級(jí) 如果使用的距離過長(zhǎng) 信號(hào)的衰減和環(huán)境中強(qiáng)電的干擾耦合 足可以使熱電偶的信號(hào)失真 造成測(cè)量和控制不準(zhǔn)確 根據(jù)經(jīng)驗(yàn) 通常使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的長(zhǎng)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(hào) 布線 補(bǔ)償導(dǎo)線一定要遠(yuǎn)離動(dòng)力線和干擾源 在避免不了穿越時(shí) 也盡可能采用交叉方式 不要平行 2 冷端溫度補(bǔ)償?shù)姆椒?冷端恒溫法 計(jì)算修正法 儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法 電橋補(bǔ)償法 項(xiàng)目4溫度傳感器知識(shí)學(xué)習(xí) 項(xiàng)目4溫度傳感器知識(shí)學(xué)習(xí) 3 與溫度儀表連接方法 項(xiàng)目4溫度傳感器知識(shí)學(xué)習(xí) 6 應(yīng)用舉例 1 金屬表面溫度的測(cè)量 項(xiàng)目4溫度傳感器知識(shí)學(xué)習(xí) 2 爐溫測(cè)控系統(tǒng) 項(xiàng)目4溫度傳感器知識(shí)學(xué)習(xí) 3 利用熱電偶監(jiān)測(cè)燃?xì)鉄崴鞯幕鹧?項(xiàng)目4溫度傳感器知識(shí)學(xué)習(xí) 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(shí)現(xiàn)雙向通信 2 支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能 多個(gè)DS18B20可并聯(lián)在單一總線上實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫 3 使用中不需要任何外圍器件 測(cè)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(xiàng)目4溫度傳感器知識(shí)學(xué)習(xí) 2 DS18B20測(cè)溫原理 項(xiàng)目4溫度傳感器知識(shí)學(xué)習(xí) 3 DS18B20內(nèi)部電路 項(xiàng)目4溫度傳感器知識(shí)學(xué)習(xí) 4 DS18B20連接方法 項(xiàng)目4溫度傳感器知識(shí)學(xué)習(xí) 5 MCS 51單片機(jī)的DS18B20編程方法 DS18B20內(nèi)部自帶5個(gè)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(bào)警專用指令 WriteScratchpad 4EH 寫編曲RAMReadScratchpad BEH 讀數(shù)據(jù)CopyScratchpad 48H 復(fù)制ConvertT 44H 啟動(dòng)轉(zhuǎn)換RecallE2 B8H 搜索 調(diào)用ReadPowerSupply B4H 讀電源電壓