PPT《第5章 换能器件》

R

0、R∞为常数,它们与电阻体的几何 尺寸和材料的物理特性有关;

B为材料常数;

A为常数. 5.标称阻值R25 标称阻值R25是指环境温度为25℃时的实际阻值.负温度系数热敏电阻:正温度系数热敏电阻: 6.温度系数 表示温度变化1℃时,电阻实际值的相对变化量:负温度系数热敏电阻:正温度系数热敏电阻: 7.材料常数 材料常数是用来描述热敏电阻材料物理特性的一个参数,又称热灵敏指标.负温度系数热敏电阻:正温度系数热敏电阻:式中:R

1、R2分别为热力学温度T

1、T2时的电阻值. 8.测量功率 测量功率是指在规定的环境温度下,电阻体受测试电流加热所引起的阻值变化不超过0.1%时所消耗的功率.绝缘电阻是指在规定的环境条件下,热敏电阻的电阻体与加热器或密封外壳之间的电阻值. 9.绝缘电阻 10.最大电压 最大电压是指在规定环境温度下,热敏电阻不引起失控所允许连续施加的最大直流电压.在正常工作状态下,热敏电阻规定的名义电流值. 11.额定工作电流 12.热耦合系数 当热敏电阻分别采用直热式和旁热式加热方式,使旁热式热敏电阻的电阻体达到相同的热电阻值时,其直热功率P1与旁热功率P2之比,称为热耦合系数.即:它是功率被有效利用的一个参数,其大小取决于热敏电阻的结构,其值通常大于0.5. 13.最高工作温度 最高工作温度是指在规定的标准条件下,热敏电阻长期连续工作所允许的最高温度.耗散常数是指热敏电阻的温度增加1℃时所耗散的功率.其大小与热敏电阻的结构、形状及介质种类有关.定义为:式中:H为耗散常数 P为温度变化t 时,耗散功率的变化量 t 为温度的变化量 14.耗散常数 5.1.3 热敏电阻的应用 热敏电阻具有体积小、结构简单、灵敏度高、稳定性好、易于实现遥控遥测等优点,得到了广泛应用.1.热敏电阻温度计如图所示,热敏电阻作为一个桥臂电阻接入电桥.当温度t为零度时,调整电桥达到平衡.当t≠0时,电桥失去平衡,检流计G不指零,根据指针偏转即可测出温度值,并可在表盘上直接以温度刻度.这种温度计精密度高,能遥测遥控,若配上不同规格的热敏电阻,可进行多点固定温度的测量和快速测量. Rt 2.热敏电阻开关 如图所示,Rt为开关型z正温度系数热敏电阻,R为加热丝,恒温箱温度固定在开关型热敏电阻的临界温度上.当恒温箱温度超过临界温度时,Rt阻值急剧增加几个数量级,且远大于R,这相当于电源被切断,加热丝R不发热,使得恒温箱温度下降.当恒温箱温度低于临界温度时,Rt阻值急剧减小,且远小于R,这相当于电源接通,加热丝R发热,恒温箱温度升高. 3.温度补偿 如图所示,Rt为负温度系数热敏电阻.当温度升高时,由于晶体管为热敏感器件,其集电极电流Ic增加.但同时NTC热敏电阻Rt的阻值相应减小,使晶体管基极电位Ub下降,从而使基极电流Ib减小.由于Ib随温度升高而减小,抑制了Ic的增加,故达到了稳定静态工作点的目的. Rt 5.1.4 热敏电阻的测量 用万用表测量负温度系数热敏电阻1.测量零功率下标称电阻值测量条件要求环境温度在25℃,且测量功率不超过规定值.如MF12-1热敏电阻,其额定功率为1W,测量功率为P1=0.2mW,假定标称值为10kΩ,则测量电流为: 1.测量零功率下标称电阻值 应选择R*1kΩ档比较合适,该档满刻度电流I通常为几十到一百多微安.如500型万用表的R*1kΩ档,其满刻度电流为150微安.对于低阻值的热敏电阻应尽量选择较高的电阻档,以减小因测试电流所引起热效应造成的测量误差. 2.估测电阻的温度系数 在常温T1下,测得电阻值为RT1.用电吹风机或电烙铁作为热源,靠近热敏电阻,然后测的电阻值为RT2,并用标准温度计量出热敏电阻表面的平均温度T2.热敏电阻的温度系数可用下面公式进行估算:对于负温度系数热敏电阻,测量计算得 小于零. 5.1.5 热电偶 5.1.5 热电偶 热电偶是由两种金属或合金构成,当两种不同金属材料的导体焊接成闭合回路时,由于两种材料的自由电子密度不同,在接触面电子扩散率不同,会产生热电动势,且与温度成正比.如图所示,A、B是两种不同材料的导体,设A的电子密度大于B的电子密度,在接触面电子扩散的结果使A端电子浓度降低而带正电,B端电子浓度升高而带负电.达到平衡时,A、B端产生一个稳定的电位差,形成接触电动势.此电动势与接触点温度T成正比,可用电压表测出其值,这样就可得出接触点温度T的值. 5.1.6 半导体制冷器 吸热 P N 正极 负极 放热 冷端 热端 5.1.6 半导体制冷器 半导体制冷器是根据在两种不同材料导体构成的闭合回路中加上直流电压后,由于载流子在不同导体中的势能不同,在接触面上产生吸热、放热现象的原理而构成的. 5.2 光敏器件 5.2.1 光敏电阻1 光敏电阻的概念