弗原創IT教育中心 15.1.1模拟量输入接口技术 R 4 E a 2 D 在图中,Rt、R2、R3、R4组成一个不平衡电桥,电桥的工作电 源为E,Rt为热电阻用于感受温度的变化,G为不平衡电桥的输 出电流。 >设平衡时,R3=R4,R2=Rto(Rto是热电阻在o温度时的电阻值 当温度从to变化到t时,热电阻Rt=Rto+r,r为温度变化引起的电 阻值,那么电桥的A、B两端会产生一个不平衡电压U为 U=torR3/(R2+R3)+r)其中Io是to温度时流过电桥支路的电流
15．1.1模拟量输入接口技术 ¾在图中，Rt、R2、R3、R4组成一个不平衡电桥，电桥的工作电 组成一个不平衡电桥，电桥的工作电 源为E，Rt为热电阻用于感受温度的变化， 为热电阻用于感受温度的变化，G为不平衡电桥的输 为不平衡电桥的输 出电流。 ¾设平衡时，R3=R4，R2=Rto(Rto Rto(Rto是热电阻在to温度时的电阻值 温度时的电阻值) ¾当温度从to变化到t时，热电阻Rt=Rto+r，r为温度变化引起的电 为温度变化引起的电 阻值，那么电桥的 阻值，那么电桥的A、B两端会产生一个不平衡电压 两端会产生一个不平衡电压U为 U=Ito·r·R3/((R2+R3)+r) R3/((R2+R3)+r) 其中Ito是to温度时流过电桥支路的电流 温度时流过电桥支路的电流
热敏电阻是一种利用一些金属氧化物按比例混合烧结成的电阻 值随温度而变化的传感器。热敏电阻灵敏度高,体积小,反应快 使用寿命长。它适用的测量范围为-50°C+300°C。热敏电阻有正温度 系数热敏电阻(PTC),负温度系数热敏电阻(NTC)和临界温度系 数热敏电阻(CTR)三种类型。正温度系数热敏电阻常用于温度补 偿电路中,其测量精度较差,为±3-5°C,临界系数热敏电阻在某个 临界点的电阻值发生急剧变化,用于温度测量的主要是负温度系数 热敏电阻,它的电阻值与温度T(K)的关系如下式: Rn=Ro-eXp(B(1/7-1/7) 式中RT为T0(K)温度时热敏电阻的值。B为常数,在30005000左 右。热敏电阻的特点是 灵敏度高,不用放大器就可以输出几伏电压,信号处理方便 体积小,反应快,可以制成各种形状的传感器。价格便宜,引线误 差可以忽略不计,适用于长距离测量。 非线性严重,要进行线生化处理。以MF5E系列热敏电阻为例, 有R25=550K9,10K9,100Kg等多种规格 半导体集成温度传感器 半导体集成温度传感器的线性度好,使用方便,可以直接输出 电压信号,或电流信号,常用型号见表93
热敏电阻是一种利用一些金属氧化物按比例混合烧结成的电阻 热敏电阻是一种利用一些金属氧化物按比例混合烧结成的电阻 值随温度而变化的传感器。热敏电阻灵敏度高，体积小，反应快， 值随温度而变化的传感器。热敏电阻灵敏度高，体积小，反应快， 使用寿命长。它适用的测量范围为 使用寿命长。它适用的测量范围为 -50 º C -+300 º C 。热敏电阻有正温度 热敏电阻有正温度 系数热敏电阻(PTC），负温度系数热敏电阻（ 负温度系数热敏电阻（NTC ）和临界温度系 数热敏电阻（CTR ）三种类型。正温度系数热敏电阻常用于温度补 三种类型。正温度系数热敏电阻常用于温度补 偿电路中，其测量精度较差，为 偿电路中，其测量精度较差，为 ± 3 - 5 º C，临界系数热敏电阻在某个 临界系数热敏电阻在某个 临界点的电阻值发生急剧变化，用于温度测量的主要是负温度系数 临界点的电阻值发生急剧变化，用于温度测量的主要是负温度系数 热敏电阻，它的电阻值与温度 热敏电阻，它的电阻值与温度 T （ K ）的关系如下式： 的关系如下式： 式中RT0 为T0 （ K ）温度时热敏电阻的值。 温度时热敏电阻的值。 B为常数，在3000 -5000 左 右。热敏电阻的特点是： 右。热敏电阻的特点是： 灵敏度高，不用放大器就可以输出几伏电压，信号处理方便。 灵敏度高，不用放大器就可以输出几伏电压，信号处理方便。 体积小，反应快，可以制成各种形状的传感器。价格便宜，引线误 体积小，反应快，可以制成各种形状的传感器。价格便宜，引线误 差可以忽略不计，适用于长距离测量。 差可以忽略不计，适用于长距离测量。 非线性严重，要进行线生化处理。以 非线性严重，要进行线生化处理。以MF5E系列热敏电阻为例， 系列热敏电阻为例， 有R25=550K R25=550K Ω,10K Ω,100K Ω等多种规格。 半导体集成温度传感器 半导体集成温度传感器 半导体集成温度传感器的线性度好，使用方便，可以直接输出 半导体集成温度传感器的线性度好，使用方便，可以直接输出 电压信号，或电流信号，常用型号见表 电压信号，或电流信号，常用型号见表9.3 。 exp( ( 1 / 1 / ) R T = R T 0 − B T − T0
弗原創IT教育中心 15.1.1模拟量输入接口技术 型号 测量范围C输出信号温度系数 XC616A +40-+125 电压型 10mV/°C XC616C 25-+85 电压型 10mV/°C LX6500 55-+85 电压型 10mV/oC Lm3911 25-+85 电压型 10mV/°C AD590 55-+150 电流型 1uA/°C Lm35 35-+150 电压型 10mV/°C Lm134 55-+125 电流型 luA/oC
15．1.1模拟量输入接口技术 型号 测量范围ºC 输出信号 温度系数 XC616A +40-+125 电压型 10mV/ºC XC616C -25-+85 电压型 10mV/ºC LX6500 -55-+85 电压型 10mV/ºC Lm3911 -25-+85 电压型 10mV/ºC AD590 -55-+150 电流型 1uA/ºC Lm35 -35-+150 电压型 10mV/ºC Lm134 -55-+125 电流型 1uA/ºC
弗原創IT教育中心 15.1.1模拟量输入接口技术 它们的典型应用如图9.4所示: 集成温度 集成温度 传感器 传感器 R R (a)电压型 (b)电流型
它们的典型应用如图9.4所示： 15．1.1模拟量输入接口技术
(2压力传感器 压力测量在工业、航空、航天、汽车 象、海洋、医疗等方面有大量的 应用,利用压力可以测量液体、水的高度和压力,可以测量血压、气体质 量和重量等参数。 压力有绝对压力,表压力,负压力(真空度)和差压等多种。绝对压力是 指被测物体的单位面积上承受的全部作用力。地球表面承受大气形成的压 力叫大气压力,绝对压力与大气压力之差称为表压 常用的压力表 就是用来 表压的。绝对压力小于大 力的值称为负压力(真空 度),常用真空表来测量。而二个压力的差值为差压。 压力(又称压强)的单位是帕(Pa) 牛/米2,常用千帕(KPa) 兆帕 业上使用的压力单位有Kg/cm2和mmHg,mmg几 种,它们之间的关系见表94: 单位 Kg/cm2 atm(大气压)Mmg MmH20 IPa 1.0997*105 9.8692来10 7.5006米10 0.10197 1Kg/ cm2 9.8066581041 0.96784 735.559 104 I mmHg 1.33325:1021.3595*10-31.316米103 3.595 I mmHo 9.806375 0.99971040.96287*107.3556米1021 4
(2).压力传感器 压力测量在工业、航空、航天、汽车、气象、海洋、医疗等方面有大量的 应用，利用压力可以测量液体、水的高度和压力，可以测量血压、气体质 量和重量等参数。 压力有绝对压力，表压力，负压力（真空度）和差压等多种。绝对压力是 指被测物体的单位面积上承受的全部作用力。地球表面承受大气形成的压 力叫大气压力，绝对压力与大气压力之差称为表压，工业上常用的压力表 就是用来测量表压的。绝对压力小于大气压力的值称为负压力（ 测量表压的。绝对压力小于大气压力的值称为负压力（真空 度），常用真空表来测量。而二个压力的差值为差压。 压力（又称压强）的单位是帕（Pa），1帕=1牛/米2，常用千帕（KPa）， 兆帕（MPa）表示，工业上使用的压力单位有Kg/cm2和mmHg，mmHg几 种，它们之间的关系见表9.4： 单位 Pa(帕) Kg/cm2 atm(大气压) MmHg MmH20 1Pa 1 1.0997*105 9.8692*10-6 7.5006*10-3 0.10197 1Kg/ cm2 9.80665*104 1 0.96784 735.559 104 1mmHg 1.33325*102 1.3595*10-3 1.316*10-3 1 13.595 1mmH20 9.806375 0.9997*10-4 0.96287*10- 4 7.3556*10-2 1