传感器原理及应用习题

④在测温范围内，材料的物理、化学性质稳定； ⑤材料的提纯、压延、复制等工艺性好，价格便宜。

比较适合以上条件的材料有铂、铜、铁和镍等。工业上大量使用的材料为铂、铜和镍。 9.6用热电阻传感器测温时，经常采用哪种测量线路？常用哪种连接方式？

解：工业上经常使用电桥作为传感器的测量电路，精度较高的是自动电桥。为了消除由于连接导线电阻随环境温度变化而造成的测量误差，常采用三线制和四线制连接法。

9.7已知铜热电阻Cu100的百度电阻比W（100）=1.42，当用此热电阻测量50℃温度时，其

电阻值为多少？若测量时电阻值为92?，则被测温度是多少？ 解：有题可知：R0=100Ω

由 R100=R0(1+100α) W(100)=R100/R0=1.42 得 α=4.2×10-3°C-1 因此 R50=R0(1+50α)=121Ω 92=R0（1+αt2） 得t2=﹣19°C

9.8试述半导体热敏元件有哪几种类型及其作用。

解：热敏电阻按温度系数可分为负温度系数热敏电阻（NTC）和正温度系数热敏电阻（PTC）两大类。所谓正温度系数是指电阻的变化趋势与温度的变化趋势相同；负温度系数是指当温度上升时，电阻值反而下降的变化特性。 9.9热敏电阻的主要特性有什么？

解：伏安特性、电阻-温度特性（详细见书中）。

9.10镍铬-镍硅热电偶灵敏度为0.04 mV/℃，把它放在温度为1000℃处，若指示仪表作为冷

端，此处温度为25℃，试求热电势大小。

解：根据镍铬-镍硅热电偶的分度表可知：E(20,0)= 0.798mV

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E(1000,0)= E(1000,25)+ E(25,0)= E(1000,25)+ E(5,0)+ E(20,0) E(5,0)=kt=0.04×5=0.2mV

E(1000,25)=E(1000,0)-E(20,0)-E(5,0)=41.269-0.798-0.2=40.271mV 9.11试述热敏二极管、热敏三极管的工作原理。

解：热敏二极管或三极管的PN结的结电压随温度而变化，当P-N结的正向压降或反向压降保持不变时，正向电流或反向电流都随着温度的变化而变化；而当正向电流保持不变时，P-N结的正向压降随着温度的变化近似于线性变化，大约以-2.3mV/℃的斜率随温度变化。P-N结测温传感器就是利用半导体材料的温度特性，来实现对温度的检测、控制和补偿等功能。 9.12利用所学热敏器件原理，设计完成一蔬菜大棚室室温报警电路结构原理图。 解：参考电路如书中的图9.28。

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