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高溫高濕試驗箱傳感器的基礎(chǔ)知識
點擊次數(shù)：999 發(fā)布時間：2017-7-14
高溫高濕試驗箱傳感器由敏感元器件（感知元件）和轉(zhuǎn)換器件兩部分組成，有的半導(dǎo)體敏感元器件可以直接輸出電信號,，本身就構(gòu)成傳感器,。敏感元器件品種繁多，就其感知外界信息的原理來講,，可分為①物理類,，基于力、熱,、光,、電、磁和聲等物理效應(yīng),。②化學(xué)類,，基于化學(xué)反應(yīng)的原理。③生物類,，基于酶,、抗體,、和激素等分子識別功能。通常據(jù)其基本感知功能可分為熱敏元件,、光敏元件,、氣敏元件、力敏元件,、磁敏元件,、濕敏元件、聲敏元件,、放射線敏感元件,、色敏元件和味敏元件等類（還有人曾將傳感器分46類）。下面對常用的熱敏,、光敏,、氣敏、力敏和磁敏傳感器及其敏感元件介紹如下,。
一 高溫高濕試驗箱溫度傳感器及熱敏元件
溫度傳感器主要由熱敏元件組成,。熱敏元件品種教多，市場上銷售的有雙金屬片,、銅熱電阻,、鉑熱電阻、熱電偶及半導(dǎo)體熱敏電阻等,。以半導(dǎo)體熱敏電阻為探測元件的溫度傳感器應(yīng)用廣泛,，這是因為在元件允許工作條件范圍內(nèi)，半導(dǎo)體熱敏電阻器具有體積小,、靈敏度高,、精度高的特點，而且制造工藝簡單,、價格低廉,。
1 半導(dǎo)體熱敏電阻的工作原理
按溫度特性熱敏電阻可分為兩類，隨溫度上升電阻增加的為正溫度系數(shù)熱敏電阻,，反之為負溫度系數(shù)熱敏電阻,。
⑴ 高溫高濕試驗箱正溫度系數(shù)熱敏電阻的工作原理
此種熱敏電阻以鈦酸鋇（BaTio3）為基本材料,，再摻入適量的稀土元素,，利用陶瓷工藝高溫?zé)Y(jié)爾成。純鈦酸鋇是一種絕緣材料,，但摻入適量的稀土元素如鑭（La）和鈮（Nb）等以后，變成了半導(dǎo)體材料,，被稱半導(dǎo)體化鈦酸鋇,。它是一種多晶體材料，晶粒之間存在著晶粒界面，對于導(dǎo)電電子而言,，晶粒間界面相當(dāng)于一個位壘,。當(dāng)溫度低時，由于半導(dǎo)體化鈦酸鋇內(nèi)電場的作用,，導(dǎo)電電子可以很容易越過位壘,，所以電阻值較小,；當(dāng)溫度升高到居里點溫度（即臨界溫度,，此元件的‘溫度控制點' 一般鈦酸鋇的居里點為120℃）時，內(nèi)電場受到破壞,，不能幫助導(dǎo)電電子越過位壘,，所以表現(xiàn)為電阻值的急劇增加。因為這種元件具有未達居里點前電阻隨溫度變化非常緩慢,，具有恒溫,、調(diào)溫和自動控溫的功能，只發(fā)熱,，不發(fā)紅,，無明火，不易燃燒,，電壓交,、直流3~440V均可，使用壽命長,，非常適用于電動機等電器裝置的過熱探測,。
⑵ 高溫高濕試驗箱負溫度系數(shù)熱敏電阻的工作原理
負溫度系數(shù)熱敏電阻是以氧化錳,、氧化鈷,、氧化鎳、氧化銅和氧化鋁等金屬氧化物為主要原料,，采用陶瓷工藝制造而成,。這些金屬氧化物材料都具有半導(dǎo)體性質(zhì)，*類似于鍺,、硅晶體材料,，體內(nèi)的載流子（電子和空穴）數(shù)目少，電阻較高,；溫度升高,，體內(nèi)載流子數(shù)目增加，自然電阻值降低,。負溫度系數(shù)熱敏電阻類型很多,，使用區(qū)分低溫（-60~300℃）,、中溫（300~600℃）、高溫（>600℃）三種,，有靈敏度高,、穩(wěn)定性好、響應(yīng)快,、壽命長,、價格低等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于需要定點測溫的溫度自動控制電路,，如冰箱,、空調(diào)、溫室等的溫控系統(tǒng),。
高溫高濕試驗箱熱敏電阻與簡單的放大電路結(jié)合,，就可檢測千分之一度的溫度變化，所以和電子儀表組成測溫計,，能完成高精度的溫度測量,。普通用途熱敏電阻工作溫度為-55℃~+315℃，特殊低溫?zé)崦綦娮璧墓ぷ鳒囟鹊陀?55℃,，可達-273℃,。
2 高溫高濕試驗箱熱敏電阻的型號
我國產(chǎn)熱敏電阻是按部頒標(biāo)準(zhǔn)SJ1155-82來制定型號，由四部分組成,。
*部分：主稱,，用字母'M’表示 敏感元件。
第二部分：類別,，用字母‘Z’表示正溫度系數(shù)熱敏電阻器,，或者用字母‘F’表示負溫度系數(shù)熱敏電阻器。
第三部分：高溫高濕試驗箱用途或特征,，用一位數(shù)字（0-9）表示,。一般數(shù)字‘1’表示普通用途，‘2’表示穩(wěn)壓用途（負溫度系數(shù)熱敏電阻器）,，‘3’表示微波測量用途（負溫度系數(shù)熱敏電阻器）,，‘4’表示旁熱式（負溫度系數(shù)熱敏電阻器），‘5’表示測溫用途,，‘6’表示控溫用途,，‘7’表示消磁用途（正溫度系數(shù)熱敏電阻器），‘8’表示線性型（負溫度系數(shù)熱敏電阻器）,，‘9’表示恒溫型（正溫度系數(shù)熱敏電阻器）,，‘0’表示特殊型（負溫度系數(shù)熱敏電阻器）
第四部分：序號，也由數(shù)字表示,，代表規(guī)格,、性能,。
往往廠家出于區(qū)別本系列產(chǎn)品的特殊需要,，在序號后加‘派生序號',由字母,、數(shù)字和'-’號組合而成。
例： M Z 1 1
序號
普通用途
正溫度系數(shù)熱敏電阻器
敏感元件
3 高溫高濕試驗箱熱敏電阻器的主要參數(shù)
各種熱敏電阻器的工作條件一定要在其出廠參數(shù)允許范圍之內(nèi),。熱敏電阻的主要參數(shù)有十余項：標(biāo)稱電阻值,、使用環(huán)境溫度（zui高工作溫度）、測量功率,、額定功率,、標(biāo)稱電壓（zui大工作電壓）、工作電流,、溫度系數(shù),、材料常數(shù)、時間常數(shù)等,。其中標(biāo)稱電阻值是在25℃零功率時的電阻值,，實際上總有一定誤差，應(yīng)在±10%之內(nèi),。普通熱敏電阻的工作溫度范圍較大,，可根據(jù)需要從-55℃到+315℃選擇，值得注意的是,，不同型號熱敏電阻的zui高工作溫度差異很大,，如MF11片狀負溫度系數(shù)熱敏電阻器為+125℃，而MF53-1僅為+70℃,，學(xué)生實驗時應(yīng)注意（一般不要超過50℃）,。
