第11-2课  3.5温度传感器

主要内容：

1.讲解课前的2个案例，认识温度传感器；

案例1温度传感器原理(英文) (9: 53) .mp4

案例2温控仪控制继电器( 4 : 42 ) .mp4

2.观看视频,教师在线答疑；

 3.5温度传感器( 10: 38 ) .mp4

3. 指导学生：

3.5 [任务实施]智能温控仪固态输出带报警的加热系统接线

4.完成课后作业

【任务描述】

无论在家用电器产品中的温度控制以及化学工厂中的温度检测等应用场合，还是在水位、温度、流速、压力等应用场合的计量与控制中，都广泛采用了各种温度传感器。按温度测量方式分，温度传感器分为接触式温度传感器和非接触式温度传感器。所谓接触式，就是温度传感器直接接触被测物体表面的一种测量方式，这种测量方式应用广泛，传感器的结构简单。有代表性的接触式温度传感器主要有热敏电阻器、铂热电阻器和热电偶等；非接触式温度传感器测量从发热物体放射出的红外线，并从红外线的量来间接测量物体的温度。非接触式温度传感器的结构比较复杂，有代表性的非接触式温度传感器主要有热电式温度传感器等。

本任务介绍热敏电阻器、铂热电阻器、热电偶等温度传感器测量温度的方法。完成本任务，可实现以下任务目标：

【任务目标】

技能目标

（1）能认识热敏电阻器、铂热电阻器、热电偶等温度传感器；

（2）会应用热敏电阻器、铂热电阻器、热电偶等温度传感器。

知识目标

（1）了解热敏电阻器、铂热电阻器、热电偶等温度传感器的工作原理；

（2）了解热敏电阻器、铂热电阻器、热电偶等温度传感器的应用。

建议学时：2个学时

在开始学习本节知识之前，同学们观看以下视频，从直观上来认识温度传感器的应用。

大家也说说你所接触到的温度传感器吧！

（注：本部分所有视频只用于辅助教学，不产生任何经济效益，如有侵权，请告知）

观看视频： 案例1温度传感器原理（英文）（9：53）

观看视频： 案例2  温控仪控制继电器（4：42）

通过观看视频，我们大致了解了温度传感器的应用领域、热电偶有两根接线端子、热电阻有三根接线端子，以及温控仪的接线。要了解温度传感器的原理，还请同学们进行后面知识的学习。

以下3个视频感兴趣的同学选择性观看，都是关于温度传感器的视频：

 视频1  PT100接线端子的检测 (2：42)

（视频只用于教学，不产生其他经济效益）

 视频2 热电偶和热电阻的接线（2：52）

（视频只用于教学，不产生其他经济效益）

 视频3  温控仪控制指示灯（5：46）

（视频只用于教学，不产生其他经济效益）

3.5.1热敏电阻器

热敏电阻器由一种半导体热敏元件构成，该元件的电阻值随温度的变化而变化。由于热敏电阻器的特性具有明显的非线性，因此其测量精度较低。

常用热敏电阻器的种类有PTC 型、NTC型、CTR型三种。

3.5.2 铂热电阻器

通过测取金属的电阻得到其温度的温度传感器称为测温电阻器。金属铂（Pt）的电阻值随温度变化而变化，并且具有很好的重现性和稳定性，利用铂的这种物理特性制成的传感器－称为铂电阻温度传感器，简称铂热电阻器。

3.5.3热电偶

热电偶是利用热电效应原理而制成的一种温度传感器，把两种不同材料的金属的一端连接起来，利用热电效应来测量温度的传感器。

观看视频： 3.5 温度传感器（10：36）

【任务实施】 智能温控仪固态输出带报警的加热系统接线

一、阅读型智能温控仪说明书（以宝利欧TC4S型温控仪为例），认识智能温控仪的面板及接线端子。

如图3.67、图3.68所示。图3.68中OUT1为主输出，OUT2一般用于报警或制冷继电器触点输出。

二、阅读SSR-10DA 固态继电器说明书，认识固态继电器接线端子。如图3.69所示。

  三、阅读CU50铜热电阻（Pt100铂热电阻）说明书，认识CU50铜热电阻（Pt100铂热电阻）的接线端子。如图3.70所示。

四、温控仪固态输出带报警的加热系统接线

加热系统接线如图3.71所示。

①　温控仪的1和2脚接交流220V工作电源；

②　温控仪的输出端子3和4脚接固态继电器的输入端：其具体接法是固态继电器的3端接温控仪的3脚，固态继电器的4端接温控仪的4脚，这样就可以驱动固态继电器工作了，固态继电器再控制加热管就可以了。

③　6和7脚是温控仪表的超温报警输出端子，接蜂呜器。其具体接法是蜂鸣器一端直接接温控仪的1脚，蜂鸣器的另一端接温控仪的6脚，温控仪的2脚和7脚短接。当温控仪超温报警时，6和7脚闭合，蜂鸣器发出报警。

④　PT100/ CU50热电阻的红色端接温控仪10脚，两个蓝色端分别接到温控仪的8和9脚；热电偶传感器红色接头要接温控仪的10脚，蓝色的线接温控仪的9脚上，两个不能接反。

参照如图3.72 案例完成实训，学生还可根据实际具体设备设计其他温控电路。

准备实训设备如表3.14所示。设定水温和报警温度，加热棒给容器中的水加热，当水温超过设定温度，加热棒停止加热；当水温超过设定温度，并报警。

表3.14 实训设备清单

简答题

1.叙述热敏电阻器、铂热电阻器、热电偶等温度传感器的工作原理。

2.了解热敏电阻器、铂热电阻器、热电偶等温度传感器应用。

教师根据学生阅读记录结果及接线情况给予评价，见表3.15。

     表3.15  任务评价表

参考答案 

1.叙述热敏电阻器、铂热电阻器、热电偶等温度传感器的工作原理。

（1）热敏电阻器由一种半导体热敏元件构成，该元件的电阻值随温度的变化而变化。由于热敏电阻器的特性具有明显的非线性，因此其测量精度较低。常用热敏电阻器的种类有PTC 型、NTC型、CTR型三种。

（2）通过测取金属的电阻得到其温度的温度传感器称为测温电阻器。金属铂（Pt）的电阻值随温度变化而变化，并且具有很好的重现性和稳定性，利用铂的这种物理特性制成的传感器－称为铂电阻温度传感器，简称铂热电阻器。

（3）热电偶是利用热电效应原理而制成的一种温度传感器，把两种不同材料的金属的一端连接起来，利用热电效应来测量温度的传感器。

2.了解热敏电阻器、铂热电阻器、热电偶等温度传感器应用。

（1）热敏电阻器广泛应用于电饭锅、干燥机、干燥器等工业制品中

（2）铂热电阻器广泛应用于医疗、电机、工业、温度计算、阻值计算等高精温度设备的工业测温，而且，被制成各种标准温度计供计量和校准使用。

（3）热电偶与测量仪器配套使用，一般应用于仪表、记载仪表、电子盘算机等一起使用，进行高温或是低温的测量；热电偶在石油、化工、钢铁、造纸、热电、核电等生产行业生产过程中应用，做为高温测量的仪器，将热信号转化为热电动势信号，便于生产控制温度和测量温度，为生产的精度提供了保障；热电偶应用于楼宇自动化等温度控制，为自动化设备安全检测；热电偶应用于有色金属、军事、航天等领域，在生产过程中测量200~2800℃的温度参数。