船舶温度传感器种类、原理及发展趋势
船舶温度传感器种类、原理及发展趋势
【摘要】：温度传感器是通过物体随温度变化而改变某种特性来间接测
量的。不少材料、元件的特性都随温度的变化而变化，所以能作温度传感器的材料相当多。温度传感器随温度而引起物理参数变化的有：膨胀、电阻、电容、而电动势、磁性能、频率、光学特性及热噪声等等。随着生产的发展，新型温度传感器还会不断涌现。
温度传感器与被测介质的接触方式分为两大类：接触式和非接触式。接触式温度传感器需要与被测介质保持热接触，使两者进行充分的热交换而达到同一温度。这一类传感器主要有电阻式、热电偶、PN结温度传感器等。非接触式温度传感器无需与被测介质接触，而是通过被测介质的热辐射或对流传到温度传感器，以达到测温的目的。这一类传感器主要有红外测温传感器。这种测温方法的主要特点是可以测量运动状态物质的温度（如慢速行使的火车的轴承温度，旋转着的水泥窑的温度）及热容量小的物体（如集成电路中的温度分布）。温度传感器的种类较多，我们介绍几种主要的温度传感器及应用电路
【关键词】：传感器热电阻热电偶光纤温度传感器输出信号
【Abstract】：Temperature measurements are internal combustion engines and power unit one of the important test, the temperature measurement can be divided into contact and non-contact temperature measurement temperature measurement two categories,temperature sensitive components are not contacted with the measured medium. Temperature sensor output signal of the ship model can be broadly divided into three categories: digital temperature sensor, logic output temperature sensor, analog temperature sensor.
【Keywords】：Sensor; Thermal Resistance; Thermocouple;Output signal
由于工农业生产中温度测量的范围极宽，从零下几百度到零上几千度，而各种材料做成的温度传感器只能在一定的温度范围内使用。常用的测温传感器的种类与测温范围如附表一所示。
一．热电阻传感器
热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。
热电阻传感器主要是利用电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。在温度检测精度要求比较高的场合，这种传感器比较适用。目前较为广泛的热电阻材料为铂、铜、镍等，它们具有电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、加工容易等特点。用于测量-200℃～+500℃范围内的温度，下面主要具体介绍铂热电阻传感器
1，基本原理
热电阻温度传感器是利用导体或半导体的电阻率随温度的变化而变化的原理制成的。铂属贵重金属,具有耐高温、温度特性好、使用寿命长等特点,因而得到广泛应用。铂电阻阻值与温度之间的关系是非线性,即
Rt = R0 ( I +αt +βt2 ) ( t在0～630℃之间) (1)
式中: Rt —铂热电阻的电阻值,Ω;
R0 —铂热电阻在0℃时的电阻值, R = 100Ω;
α—一阶温度系数,α = 3.908 ×10 -3 ( ℃)
β—二阶温度系数,β = 5.802 ×10 -7 ( ℃)
在实际测温电路中,测量的是铂电阻的电压量,因而需由铂热电阻的电阻值推导出相应的电压值与温度之间的函数关系,即
Ut = f (Rt ) = f[ f ( t) ] (2)
从而计算出(即测量)实际的温度。
2. 设计方案
铂热电阻测温电路的总体方案为:依据铂热电阻阻值的测量从而计算出(测量)实际的温度。为了提高测量精度,减少误差,采用三导线单臂电桥测量,测量电压是毫伏级。为此测量电压必须经过放大器放大后,才能输入到微机 A /D 或V /F部分进行计算机处理,从而实现微机数字化温度测量,提高测温的准确
性。
3．测温电路的电源部分
由于铂热电阻接在三导线单臂电桥,铂热电阻的单臂电桥需要电源供电,供电电压UA = 5V。采用计算机进行测量,又需要提供微机整机电源。这样需要提供两套电源。为了提高测量温度精度,减少对测温电路的干扰,这两套电源采用相互独立的电源供电,电路如图。UA = 5V为铂热电阻电源,U为微机电源。
1.1测量电路
工业测量用电阻温度计,其阻值Rt 的变化是用电桥来测量的。在现场中,为了提高测量精度,减少非线性误差,采用了三导线单臂电桥。
1.2 三导线单臂电桥
图中电桥供电电压UA = 5V。为了保证电压精度,采用WR2 =Ω来调节电桥电
源电压UB ,使UB = 4V,WRt 为150Ω的滑线电阻,其目的在于保证电桥电路中当
t = 0℃时,Ut = 0V,Ao为电桥独立接地点。
桥臂电阻R1 =R2 = 10KΩ,根据串联电路特性求电桥a、b两点的电位,即
Ua/Rt = UB/(R2 +Rt)
Ub/WR1 = UB/(WR1 +Rt)
则
Ua =UB Rt / (R2 +Rt ) (3)
Ub =UBWR1 / (R1 +WR1 ) (4)
由电桥初始平衡条件可得
R2/Rt = R1/WR1
即
R2 ×WR1 =R1 ×Rt
而
Rt = R0+ △Rt
由图可知:
将R2 ×WR1 =R ×Rt , Rt = R0 + △Rt 及式(1)式入式(5)得
Ut =Ua - Ub =UB R1R0 (αt +βt2 ) /2αt2R0 + R0 + R2 )(R1 +WR1 ) (6)
式(6)中的Ut 为毫伏级。
电压放大回路
由于三导线测量的电压U是毫伏级,而微机的A /D或V /F转换需要5V电压,
为此测量电压必须经过精密放大器的放大后,才能作为A /D或V /F转换的输入
值。精密放大器电路如图所示。
式(1)适合的温度范围为0～630℃代入式( 6)中,得
Ut = 0. 084V。
如果放大后的Uf 以5V为上限,则放大倍数Kmax =5V /Ut = 5 /0. 084=59.
25,即放大倍数不能超过此值,反之,如果放大倍数取得太小,那么A /D 或转换分
辨力降低。因此,放大倍数应取30～50为宜,本文取K = 50。
图3精密放大器电路
微机测温的计算
由于K = 50,则
Uf = KUt (7)
将式(7)代入式(6)并代入相应参数值,经过整理得
(1. 1604 - 0. 01172Uf ) t2 + (78. 942Uf - 7816. 04) t = 0 (8)
式(8)即是本文所要推导的t = f (Uf )的函数式。利用此式只要对A /D 或V /F检测出Uf 的值,可能计算出测量温度值t = ( - b - b2 - 4ac) /2a。由于微机采用节节点浮点数进行计算,从而求出铂热电阻的实际温度值。
4. 实际应用
根据以上的铂热电阻测温电路的设计,进行实际应用测试。以实际温度为0 ～630℃进行测试计算,计算结果如附表。
附表达式取值表
二．PN结温度传感器及测温电路原理
PN结温度传感器
工作原理
晶体二极管或三极管的PN结的结电压是随温度而变化的。例如硅管的PN结的结电压在温度每升高1℃时，下降-2mV，利用这种特性，一般可以直接采用二极管（如玻璃封装的开关二极管1N4148）或采用硅三极管（可将集电极和基极短接）接成二极管来做PN结温度传感器。这种传感器有较好的线性，尺寸小，其热时间常数为0.2—2秒，灵敏度高。测温范围为-50—+150℃。典型的温度曲线如图1所示。同型号的二极管或三极管特性不完全相同，因此它们的互换性较差。
应用电路
图（2）是采用PN结温度传感器的数字式温度计，测温范围-50—150℃，分辨率为0.1℃,在0—100℃范围内精度可达±1℃。
图中的R1，R2，D，W1组成测温电桥，其输出信号接差动放大器A1，经放大后的信号输入0—±2.000V数字式电压表（DVM）显示。放大后的灵敏度10mV/℃。A2接成电压跟随器。与W2配合可调节放大器A1的增益。
通过PN结温度传感器的工作电流不能过大，以免二极管自身的温升影响测量精度。一般工作电流为100—300mA。采用恒流源作为传感器的工作电流较为复杂，一般采用恒压源供电，但必须有较好的稳压精度。
精确的电路调整非常重要，可以采用广口瓶装入碎冰渣（带水）作为0℃的标准，采用恒温水槽或油槽及标准温度计作为100℃或其它温度标准。在没有恒水槽时，可用沸水作为100℃的标准（由于各地的气压不同，其沸点不一定是100℃，可用0—100℃的水银温度计来校准）。
将PN结传感器插入碎冰渣广口瓶中，等温度平衡，调整W1，使DVM显示为0V，将PN结传感器插入沸水中（设沸水为100℃），调整W2，使DVM实现为100.0V，若沸水温度不是100℃时，可按照水银温度计上的读数调整W2，使DVM显示值与水银温度计的数值相等。再将传感器插入0℃环境中，等平衡后看显示是否仍为0V，必要时再调整W1使之为0V，然后再插入沸水，看是否与水银温度计计数相等，经过几次反复调整即可。
图中的DVM是通用3位半数字电压表模块MC14433，可以装入仪表及控制系统中作显示器。MC14433的应用电路可参考本网站的常用A/D转换器中的技术手册。它的主要技术指标如下：
基本量程：±1.999V(2V)
线性误差：该读数的0.05%±1字
电源：5—7.5V单电源
平均功耗：300mW
过量程时：数字闪烁
DU脚接地时：数据可保持
DA型线性PN结温度传感器
DA型线性PN结温度传感器是一种新型半导体敏感器件, 它是一种负温度系数温度—电压转换器件。它以优良的线性度，精确的互换性而挤身于热电偶，铂电阻，和热敏电阻的测控温行列之中。它兼有热电偶，铂电阻，热敏电阻的各自
优点，又克服了这些传统测温器件难以克服的某些固有缺陷，成为一种新的计量器具，是自动控制技术和仪器仪表工业不可缺少的基础元器件。在-30～200℃常温区内，这种线性PN结温度传感器将有着及其宽广的应用前途。 DA型线性PN 结温度传感器，它彻底摆脱了传统温度传感器非线性这一长久困扰电子设计人员的难题，它不需要线性化补偿网络与繁杂的设计和计算以及在生产过程中的复杂调试。
三．热电偶温度传感器
工作原理
如果两种不同成分的均质导体形成回路，直接测温端叫测量端，接线端子端叫参比端，当两端存在温差时，就会在回路
中产生电流，那么两端之间就会存在Seebeck热电势，即塞贝克效应。热电势的大小只与热电偶导体材质以及两端温差有关，与热电偶导体的长度、直径无关,
热电偶具有构造简单、适用温度范围广、使用方便、承受热、机械冲击能力强以及响应速度快等特点，常用于高温区域、
振动冲击大等恶劣环境以及适合于微小结构测温场合；但其信号输出灵敏度比较低，容易受到环境干扰信号和前置放大器温度
漂移的影响，因此不适合测量微小的温度变化。
热电偶性能和参数
1.热响应时间
在温度出现阶跃变化时，热电偶的输出变化至阶跃变化值的50%所需要的时间称为热响应时间，用τ0.5表示。
2.公称压力
一般是指在工作温度下保护管所能承受的静态外压而不破裂，实际上，公称压力不仅与保护管材料、直径、壁厚有关，还
与其结构形式、安装方法、置入深度以及被测介质的流速和种类等有关。
3.热电偶最小置入深度
应不小于其保护管外径的8～10倍（特殊产品例外）
热电偶保护管
保护管的作用是保护感温元件，使其不与被测介质直接接触，避免或减少有害介质的侵蚀，火焰和气流的冲刷和辐射，以
及机械损伤，同时还起着固定和支撑传感器感温元件的作用。321，304和316（316L）系列不锈钢保护管是用得最为广泛的材料，通常使用在900℃以下，部分产品也能用到1150℃；900℃以上一般使用非金属材料保护管
STTT-V系列热电偶温度传感器
STTT-R系列热电偶温度传感器
四．分布式光纤温度传感器
如下图，光纤中的光线在温度场中受到调制后，产生自发的喇曼散射。然后经过分束器、反光镜，通过双光栅单色仪把接收到的反斯托克斯和斯托克斯散射光送到光电倍增管，然后通过鉴别器过滤噪声、干扰，最后由光子计数器送到计算机进行处理。分布式光纤温度传感器在1KM的光纤上可以实现1摄氏度的温度分辨率，7M的空间分辨率，时间分辨率为180S 在实际应用中对斯托克斯和反斯托克斯波长处不同的后向传输损耗必须做一些微小的修正，喇曼分布式传感器的不足之处是返回信号非常弱，因为反斯托克斯 -喇曼散射比瑞利散射强度要弱20-30db 它的主要优点是：非接触测量，可测运动物体的瞬间温度；响应速度快，
没有一般温度计的热平衡时间，可作为高温测量
五．非接触式双波长光纤温度传感器
如下图所示，工作原理是光纤传感头接收黑体辐射腔发射的辐射光波，经过传输光纤，从测量现场传回至仪表，通过波分复用器将辐射光信号分别转成电信号后，进行转换，然后由二次仪表计算出温度
它的主要优点是：非接触测量，可测运动物体的瞬间温度；响应速度快，没有一般温度计的热平衡时间；可作为高温测量
六．智能温度传感器发展的新趋势
进入21世纪后，智能温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。
1．提高测温精度和分辨力
在20世纪90年代中期最早推出的智能温度传感器，采用的是8位A/D转换器，其测温精度较低，分辨力只能达到1℃。目前，国外已相继推出多种高精度、高分辨力的智能温度传感器，所用的是9~12位A/D转换器，分辨力一般可达0.5~0.0625℃。由美国DALLAS半导体公司新研制的DS1624型高分辨力智能温度传感器，能输出13位二进制数据，其分辨力高达0.03125℃，测温精度为±0.2℃。为了提高多通道智能温度传感器的转换速率，也有的芯片采用高速逐次逼近式A/D转换器。以AD7817型5通道智能温度传感器为例，它对本地传感器、每一路远程传感器的转换时间分别仅为27μs、9μs。
2．增加测试功能
新型智能温度传感器的测试功能也在不断增强。例如，DS1629型单线智能温度传感器增加了实时日历时钟（RTC），使其功能更加完善。DS1624还增加了存储功能，利用芯片内部256字节的E2PROM存储器，可存储用户的短信息。另外，智能温度传感器正从单通道向多通道的方向发展，这就为研制和开发多路温度测控系统创造了良好条件。
智能温度传感器都具有多种工作模式可供选择，主要包括单次转换模式、连续转换模式、待机模式，有的还增加了低温极限扩展模式，操作非常简便。对某些智能温度传感器而言，主机（外部微处理器或单片机）还可通过相应的寄存器来设定其A/D转换速率（典型产品为MAX6654），分辨力及最大转换时间（典型产品为DS1624）。
智能温度控制器是在智能温度传感器的基础上发展而成的。典型产品有DS1620、DS1623、TCN75、LM76、MAX6625。智能温度控制器适配各种微控制器，构成智能化温控系统;它们还可以脱离微控制器单独工作，自行构成一个温控仪。
3．总线技术的标准化与规范化
目前，智能温度传感器的总线技术也实现了标准化、规范化，所采用的总线主要有单线（-Wire）总线、I2C总线、SMBus总线和spI总线。
4．可靠性及安全性设计
传统的A/D转换器大多采用积分式或逐次比较式转换技术，其噪声容限低，抑制混叠噪声及量化噪声的能力比较差。新型智能温度传感器（例如TMP03/04、LM74、LM83）普遍采用了高性能的Σ-Δ式A/D转换器，它能以很高的采样速率和很低的采样分辨力将模拟信号转换成数字信号，再利用过采样、噪声整形和数字滤波技术，来提高有效分辨力。Σ-Δ式A/D转换器不仅能滤除量化噪声，而且对外围元件的精度要求低。为了避免在温控系统受到噪声干扰时产生误动作，在AD7416/7417/7817、LM75/76、MAX6625/6626等智能温度传感器的内部，都设置了一个可编程的“故障排队（fAultqueue）”计数器，专用于设定允许被测温度值超过上、下限的次数。仅当被测温度连续超过上限或低于下限的次数达到或超过所设定的次数n（n=1~4）时，才能触发中断端。若故障次数不满足上述条
件或故障不是连续发生的，故障计数器就复位而不会触发中断端。这意味着假定n=3时，那么偶然受到一次或两次噪声干扰，都不会影响温控系统的正常工作。
LM76型智能温度传感器增加了温度窗口比较器，非常适合设计一个符合ACPI（AdvAnced ConfigurAtion And Power InterfAce，即“先进配置与电源接口”）规范的温控系统。这种系统具有完善的过热保护功能，可用来监控笔记本电脑和服务器中CPU及主电路的温度。微处理器最高可承受的工作温度规定为tH，台式计算机一般为75℃，高档笔记本电脑的专用CPU可达100℃。一旦CPU 或主电路的温度超出所设定的上、下限时， INT端立即使主机产生中断，再通过电源控制器发出信号，迅速将主电源关断起到保护作用。此外，当温度超过CPU的极限温度时，严重超温报警输出端（T_CRIT_A）也能直接关断主电源，并且该端还可通过独立的硬件关断电路来切断主电源，以防主电源控制失灵。上述三重安全性保护措施已成为国际上设计温控系统的新观念。
为防止因人体静电放电（ESD）而损坏芯片。一些智能温度传感器还增加了ESD保护电路，一般可承受1000~4000V的静电放电电压。通常是将人体等效于由100PF电容和1.2K欧姆电阻串联而成的电路模型，当人体放电时，TCN75型智能温度传感器的串行接口端、中断/比较器信号输出端和地址输入端均可承受1000V的静电放电电压。LM83型智能温度传感器则可承受4000V的静电放电电压。
最新开发的智能温度传感器（例如MAX6654、LM83）还增加了传感器故障检测功能，能自动检测外部晶体管温度传感器（亦称远程传感器）的开路或短路故障。MAX6654还具有选择“寄生阻抗抵消”（PArAsitic ResistAnce CAncellAtion，英文缩写为prc）模式，能抵消远程传感器引线阻抗所引起的测温误差，即使引线阻抗达到100欧姆，也不会影响测量精度。远程传感器引线可采用普通双绞线或者带屏蔽层的双绞线。
5．虚拟温度传感器和网络温度传感器
（1）虚拟传感器
虚拟传感器是基于传感器硬件和计算机平台、并通过软件开发而成的。利用软件可完成传感器的标定及校准，以实现最佳性能指标。最近，美国B&K公司已开发出一种基于软件设置的TEDS型虚拟传感器，其主要特点是每只传感器都有唯一的产品序列号并且附带一张软盘，软盘上存储着对该传感器进行标定的有关数据。使用时，传感器通过数据采集器接至计算机，首先从计算机输入该传感器的产品序列号，再从软盘上读出有关数据，然后自动完成对传感器的检查、传感器参数的读取、传感器设置和记录工作。
（2）网络温度传感器
网络温度传感器是包含数字传感器、网络接口和处理单元的新一代智能传感器。数字传感器首先将被测温度转换成数字量，再送给微控制器作数据处理。最后将测量结果传输给网络，以便实现各传感器之间、传感器与执行器之间、传感器与系统之间的数据交换及资源共享，在更换传感器时无须进行标定和校准，可做到“即插即用（Plug&PlAy）”，这样就极大地方便了用户。
6．单片测温系统
单片系统（System On Chip）是21世纪一项高新科技产品。它是在芯片上集成一个系统或子系统，其集成度将高达108~109元件/片，这将给IC产业及IC应用带来划时代的进步。半导体工业协会（SIA）对单片系统集成所作的预测
见表。目前，国际上一些著名的IC厂家已开始研制单片测温系统，相信在不久的将来即可面市。
附表一
参考文献
1.徐申翔，刘南生，张华《光纤温度传感器原理及应用》
2.双波长光纤温度传感器的研究【期刊论文】-西安交通大学学
报2002（04）
3.沙占友-温度传感器的发展趋势《电子应用技术》2002年第
5期
《温度传感器原理》.(DOC)
一、温度传感器热电阻的应用原理 温度传感器热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热是阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。 1．温度传感器热电阻测温原理及材料 温度传感器热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。温度传感器热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用甸、镍、锰和铑等材料制造温度传感器热电阻。 2．温度传感器热电阻的结构
（1）精通型温度传感器热电阻工业常用温度传感器热电阻感温元件（电阻体）的结构及特点见表2-1-11。从温度传感器热电阻的测温原理可知，被测温度的变化是直接通过温度传感器热电阻阻值的变化来测量的，因此，温度传感器热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。为消除引线电阻的影响同般采用三线制或四线制，有关具体内容参见本篇第三章第一节.
（2）铠装温度传感器热电阻铠装温度传感器热电阻是由感温元件（电阻体）、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，如图2-1-7所示，它的外径一般为φ2~φ8mm，最小可达φmm。 与普通型温度传感器热电阻相比，它有下列优点：①体积小，内部无空气隙，热惯性上，测量滞后小；②机械性能好、耐振，抗冲击；③能弯曲，便于安装④使用寿命长。 （3）端面温度传感器热电阻端面温度传感器热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制，紧贴在温度计端面，其结构如图2-1-8所示。它与一般轴向温度传感器热电阻相比，能更正确和快速地反映被测端面的实际温度，适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。 （4）隔爆型温度传感器热电阻隔爆型温度传感器热电阻通过特殊结构的接线盒，把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内，生产现场
传感器原理及应用
温度传感器的应用及原理 温度测量应用非常广泛，不仅生产工艺需要温度控制，有些电子产品还需对它们自身的温度进行测量，如计算机要监控CPU的温度，马达控制器要知道功率驱动IC的温度等等，下面介绍几种常用的温度传感器。 温度是实际应用中经常需要测试的参数，从钢铁制造到半导体生产，很多工艺都要依靠温度来实现，温度传感器是应用系统与现实世界之间的桥梁。本文对不同的温度传感器进行简要概述，并介绍与电路系统之间的接口。 热敏电阻器 用来测量温度的传感器种类很多，热敏电阻器就是其中之一。许多热敏电阻具有负温度系数(NTC)，也就是说温度下降时它的电阻值会升高。在所有被动式温度传感器中，热敏电阻的灵敏度(即温度每变化一度时电阻的变化)最高，但热敏电阻的电阻/温度曲线是非线性的。表1是一个典型的NTC热敏电阻器性能参数。 这些数据是对Vishay-Dale热敏电阻进行量测得到的，但它也代表了NTC热敏电阻的总体情况。其中电阻值以一个比率形式给出(R/R25)，该比率表示当前温度下的阻值与25℃时的阻值之比，通常同一系列的热敏电阻器具有类似的特性和相同电阻/温度曲线。以表1中的热敏电阻系列为例，25℃时阻值为10KΩ的电阻，在0℃时电阻为28.1KΩ，60℃时电阻为4.086KΩ；与此类似，25℃时电阻为5KΩ的热敏电阻在0℃时电阻则为 14.050KΩ。 图1是热敏电阻的温度曲线，可以看到电阻/温度曲线是非线性的。
虽然这里的热敏电阻数据以10℃为增量，但有些热敏电阻可以以5℃甚至1℃为增量。如果想要知道两点之间某一温度下的阻值，可以用这个曲线来估计，也可以直接计算出电阻值，计算公式如下： 这里T指开氏绝对温度，A、B、C、D是常数，根据热敏电阻的特性而各有不同，这些参数由热敏电阻的制造商提供。 热敏电阻一般有一个误差范围，用来规定样品之间的一致性。根据使用的材料不同，误差值通常在1%至10%之间。有些热敏电阻设计成应用时可以互换，用于不能进行现场调节的场合，例如一台仪器，用户或现场工程师只能更换热敏电阻而无法进行校准，这种热敏电阻比普通的精度要高很多，也要贵得多。 图2是利用热敏电阻测量温度的典型电路。电阻R1将热敏电阻的电压拉升到参考电压，一般它与ADC的参考电压一致，因此如果ADC的参考电压是5V，Vref 也将是5V。热敏电阻和电阻串联产生分压，其阻值变化使得节点处的电压也产生变化，该电路的精度取决于热敏电阻和电阻的误差以及参考电压的精度。
温度传感器工作原理
温度传感器工作原理 温度传感器temperature transducer，利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为可用输出信号。温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。现代的温度传感器外形非常得小，这样更加让它广泛应用在生产实践的各个领域中，也为我们的生活提供了无数的便利和功能。 温度传感器有四种主要类型：热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器（RTD）和IC温度传感器。IC温度传感器又包括模拟输出和数字输出两种类型。 1.热电偶的工作原理当有两种不同的导体和半导体A和B组成一个回路，其两端相互连接时，只要两结点处的温度不同，一端温度为T，称为工作端或热端，另一端温度为TO，称为自由端(也称参考端)或冷端，则回路中就有电流产生，如图2-1(a)所示，即回路中存在的电动势称为热电动势。这种由于温度不同而产生电动势的现象称为塞贝克效应。与塞贝克有关的效应有两个：其一，当有电流流过两个不同导体的连接处时，此处便吸收或放出热量(取决于电流的方向)，称为珀尔帖效应；其二，当有电流流过存在温度梯度的导体时，导体吸收或放出热量(取决于电流相对于温度梯度的方向)，称为汤姆逊效应。两种不同导体或半导体的组合称为热电偶。热电偶的热电势EAB(T，T0)是由接触电势和温差电势合成的。接触电势是指两种不同的导体或半导体在接触处产生的电势，此电势与两种导体或半导体的性质及在接触点的温度有关。温差电势是指同一导体或半导体在温度不同的两端产生的电势，此电势只与导体或半导体的性质和两端的温度有关，而与导体的长度、截面大小、沿其长度方向的温度分布无关。无论接触电势或温差电势都是由于集中于接触处端点的电子数不同而产生的电势，热电偶测量的热电势是二者的合成。当回路断开时，在断开处a，b之间便有一电动势差△V，其极性和大小与回路中的热电势一致，如图2-1(b)所示。并规定在冷端，当电流由A流向B时，称A为正极，B为负极。实验表明，当△V 很小时，△V与△T成正比关系。定义△V对△T的微分热电势为热电势率，又称塞贝克系数。塞贝克系数的符号和大小取决于组成热电偶的两种导体的热电特性和结点的温度
船舶分类
船舶按不同的分类标准可以划分为许多种不同的船型。 (1) 按用途可分为民用船舶和军用船舶。在民用船舶中又分为运输船舶、科学调查船、公务执法船、工程船舶、渔船、海洋开发装置等。 (2) 按航区可分为海船和内河船。 (3) 按航行姿态可分为排水量船、滑行艇、水翼船、气垫船、地效应船等。后四种船型基本上属高性能船舶。 (4) 按推进器型式可分为螺旋桨推进船、喷水推进船、明轮船等。 (5) 按动力装置种类可分为柴油机推进船、电力推进船、蒸汽动力装置船、燃气动力装置船、核动力装置船。 以下阐述的船型是指柴油机带动螺旋桨推进的排水型海洋运输船舶。 运输船舶大致可以分为以下几类： 1. 油船——原油船、成品油船、供油船 2. 散货船 3. 集装箱船 4. 干（杂）货船 5. 多用途船 6. 滚装船（Ro-Ro 船） 7. 客滚船、车客渡船 8. 客船、客货船 9. 交通船 10. 豪华型旅游船（邮船） 11. 液化气体船——液化石油气体船（LPG 船）、液化天然气体船（LNG 船）、压缩天然气船（CNG 船） 12. 化学品船 13. 冷藏船 14. 驳船 通常我们将油船、散货船、集装箱船称之为三大主力船型，它在世界船舶保有量（现有船舶中）中占77.4%。（现有杂货船和多用途船占9.2%，且其比例逐步缩小，而集装箱船比例将逐步上升），在造船产量中占89.9%。 通常我们又将CNG 船、LNG 船、全冷式LPG 船多功能化学品船、豪华型旅游船、通常我们又将CNG 船、LNG 船、全冷式LPG 船多功能化学品船、豪华型旅游船、超大型集装箱船、滚装船称之为高新技术船型。
油船： 油船（Oil tanker）通常有原油船（Crude oil carrier）和成品油船（Product oil tanker）之分或者两者兼运之，即原油/成品油船或成品油/原油船。这里泛指的油船是包含不需特殊涂料的船。 由于MARPOL（防污染公约）的13F，13G 及25A 等条款的实施。很多单壳油船将被强制淘汰，新建油船必需双壳。由于在西班牙沿岸造成的油船海损事故，造成了大面积的海上污染，这个强制淘汰限期一再被提前。 油船按载重量吨位的大小大致可分为以下几类： ULCC： DW 35 万吨以上； VLCC： DW 25~32.5 万吨； Suez max ：DW ~16 万吨； Aframax ：DW 10~11 万吨； Panamax ：DW 7~7.5 万吨； Handysize： DW4~5 万吨。 具体情况如下： (1) 超级油船（ULCC—Ultra Large Crude Oil Carrier） 载重量35 万吨以上，已建成的最大吨位为56.5 万吨“Jahre Viking”号，由于港口条件限制这种船建造量极小。 (2) 巨型油船（VLCC—Very Large Crude Oil Carrier） 载重量25~32.5 万吨的原油船。由于装载量大，运输经济性好，是国际上远洋运输原油的主要工具。适合于载运闪点低于60℃的原油产品，航行于无限航区。货油舱区为双壳结构，由两道纵舱壁和多道横舱壁将其分为15 个货油舱（3×5），2 个污油舱。 随着国际上对油船的公约、规则和法规不断提出新要求以及船东对航运的经济效益要求越来越高，VLCC 的发展不断更新换代。国际上自1966 年第一艘单壳体VLCC 在日本问世以来，上世纪90 年代已发展到第三代双壳体VLCC。 前几年，欧洲船东又提出一种超宽浅吃水双尾鳍双桨VLCC，称之为V-max 型VLCC。 又称第4 代VLCC，它操纵性好、航速高、安全性好。 (3) 苏伊士型油船（Suez max） 顾名思义，是能通过苏伊士运河的最大型油船，载重量16 万吨左右。有一道纵舱壁和多道横舱壁分为12 个货油舱（2×6），2 个污油油舱。 (4)阿芙拉型油船（Aframax） 11 万吨级Aframax 型油船自诞生之日起，就因其航行范围广，承运油品种类多，技术经济性好的特点而倍受国际著名航运公司的青睐。 因航线不同，为适应不同港口和市场需要可以优化出四型吨位相同但尺度不同的Aframax 船型。
传感器原理与工程应用考试题库
传感器原理与工程应用习题 一、单项选择题 1、在整个测量过程中，如果影响和决定误差大小的全部因素（条件）始终保持不变，对同一 被测量进行多次重复测量，这样的测量称为（ C ） A．组合测量 B．静态测量 C．等精度测量 D．零位式测量 1.1在直流电路中使用电流表和电压表测量负载功率的测量方法属于（ B ）。 A. 直接测量 B. 间接测量 C. 组合测量 D. 等精度测量 2、1属于传感器动态特性指标的是（ B ） A．重复性 B．固有频率 C．灵敏度 D．漂移 2．1不属于传感器静态特性指标的是（ B ） A．重复性 B．固有频率 C．灵敏度 D．漂移 2.2 以下那一项不属于电路参量式传感器的基本形式的是( D )。 A.电阻式 B.电感式 C.电容式 D.电压式 2.2传感器的主要功能是（ A ）。 A. 检测和转换 B. 滤波和放大 C. 调制和解调 D. 传输和显示 3.电阻式传感器是将被测量的变化转换成( B )变化的传感器。 A.电子 B.电压 C.电感 D.电阻 3.1电阻应变片配用的测量电路中，为了克服分布电容的影响，多采用（ D ）。 A．直流平衡电桥 B．直流不平衡电桥 C．交流平衡电桥D．交流不平衡电桥 3.2电阻应变片的初始电阻数值有多种,其中用的最多的是（ B ）。 A、60Ω B、120Ω C、200Ω D、350Ω 3.3电阻应变片式传感器一般不能用来测量下列那些量（ D ） Ａ、位移Ｂ、压力Ｃ、加速度Ｄ、电流 3.4直流电桥的平衡条件为（ B ） A．相邻桥臂阻值乘积相等 B．相对桥臂阻值乘积相等 C．相对桥臂阻值比值相等 D．相邻桥臂阻值之和相等 3.5全桥差动电路的电压灵敏度是单臂工作时的（ C ）。
传感器原理与工程应用完整版习题参考答案
《传感器原理及工程应用》完整版习题答案 第1章 传感与检测技术的理论基础（P26） 1—1：测量的定义？ 答：测量是以确定被测量的值或获取测量结果为目的的一系列操作。 所以, 测量也就是将被测量与同种性质的标准量进行比较， 确定被测量对标准量的倍数。 1—2：什么是测量值的绝对误差、相对误差、引用误差？ 1－ 3 用测量范围为－50～150kPa 的压力传感器测量140kPa 的压力时，传感器测得示值为142kPa ，求该示值的绝对误差、实际相对误差、标称相对误差和引用误差。 解： 已知： 真值L ＝140kPa 测量值x ＝142kPa 测量上限＝150kPa 测量下限＝－50kPa ∴ 绝对误差 Δ＝x-L=142-140=2(kPa) 实际相对误差 ％＝ ＝43.11402 ≈?L δ 标称相对误差 ％＝＝41.1142 2≈?x δ 引用误差 ％－－＝测量上限－测量下限＝ 1) 50(1502 ≈?γ 1－10 对某节流元件（孔板）开孔直径d 20的尺寸进行了15次测量，测量数据如下（单位：mm ）： 120.42 120.43 120.40 120.42 120.43 120.39 120.30 120.40 120.43 120.41 120.43 120.42 120.39 120.39 120.40 试用格拉布斯准则判断上述数据是否含有粗大误差，并写出其测量结果。 答：绝对误差是测量结果与真值之差, 即: 绝对误差=测量值—真值 相对误差是绝对误差与被测量真值之比,常用绝对误差与测量值之比,以百分数表示 , 即: 相对误差=绝对误差/测量值 ×100% 引用误差是绝对误差与量程之比,以百分数表示, 即: 引用误差=绝对误差/量程 ×100%
智能温度传感器原理与应用
智能温度传感器原理与应用 论文摘要】DS18B20是DALLAS公司生产的单线数字温度传感器，他具有独特的单线总线接口方式。文章详细的介绍了单线数治露却 衅鱀S18B20的测量原理、特性以及在温度测量中的硬件和软件设计，具有接口简单、精度高、抗干扰能力强、工作稳定可靠等特点。 DS18B20是美国DALLAS半导体公司继DS1820之后最新推出的一种改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻相比，他能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字值读数方式。可以分别在93.75 ms和750 ms内完成9位和12位的数字量，并且从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需要一根口线（单线接口）读写,温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电，而无需额外电源。因而使用DS18B20可使系统结构更趋简单，可靠性更高。他在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面较DS1820有了很大的改进，给用户带来了更方便的使用和更令人满意的效果。 1DS18B20简介 （1）独特的单线接口方式：DS18B20与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。 （2）在使用中不需要任何外围元件。 （3）可用数据线供电，电压范围：+3.0~ +5.5 V。 （4）测温范围：-55 ~+125 ℃。固有测温分辨率为0.5 ℃。 （5）通过编程可实现9~12位的数字读数方式。 （6）用户可自设定非易失性的报警上下限值。 （7）支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点测温。 （8）负压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。 2DS18B20的内部结构 DS18B20采用3脚PR35封装或8脚SOIC封装，其内部结构框图如图1所示。 (1) 64 b闪速ROM的结构如下：
温度传感器工作原理
温度传感器工作原理 1.引脚★ ●GND接地。 ●DQ为数字信号输入\输出端。 ●VDD为外接电源输入端（在寄生电源接线方式时接地） 2.与单片机的连接方式★ 单线数字温度传感器DS18B20与单片机连接电路非常简单，引脚1接地（GND），引脚3（VCC）接电源+5V，引脚2（DQ）接单片机输入\输出一个端口，电压+5V和信号线（DQ）之间接有一个4.7k的电阻。 由于每片DS18B20含有唯一的串行数据口，所以在一条总线上可以挂接多个DS18B20芯片。 外部供电方式单点测温电路如图★ 外部供电方式多点测温电路如图★ 3.DS18B20的性能特点 DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读数方式。DS18B20的性能特点如下： ●独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信。 ●多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现多点组网功能。 ●不需要外部器件。 ●在寄生电源方式下可由数据线供电，电压围为3.0~5.5V。 ●零待机功耗。
●温度以9~12位数字量读出 ●用户可定义的非易失性温度报警设置。 ●报警搜索命令识别并标识超过程序限定温度（温度报警条件）的器件。 ●负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，只是不能正常工作。 4.部结构 .DS18B20采用3脚PR—35封装或8脚SOIC封装，其部结构框图★ 64位ＲＯＭ的位结构如图★◆。开始８位是产品类型的编号；接着是每个器件的唯一序号，共有４８位；最后８位是前面５６位的ＣＲＣ检验码，这也是多个DS18B20可以采用单线进行通信的原因。非易失性温度报警触发器ＴＨ和ＴＬ，可通过软件写入用户报警上下限数据。 MSB LSB MSB LSB MSB LSB DS18B20温度传感器的部存储器还包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的E2PROM。 高速暂存RAM的结构为9字节的存储器，结构如图★。前2字节包含测得的温度信息。第3和4字节是TH和TL的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新。第5字节为配置寄存器，其容用于确定温度值的数字转换分辨率，DS18B20工作时按此寄存器中的分辨率将温度转化为相应精度的数值。该字节各位的定义如图★，其中，低5位一直为1；TM是测试模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式，在DS18B20出厂时，该位被设置为0，用户不要去改动；R0和R1决定温度转化的精度位数，即用来设置分辨率，其定义方法见表★ 高速暂存RAM的第6、7、8字节保留未用，表现为全逻辑1。第9字节是前面所有8
传感器原理及工程应用概述
第二章传感器概述 1、传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。 2、传感器是由敏感原件和转换原件组成 3、两种分类方法：一种是按被测参数分类，一种是按传感器工作原理分类 4、传感器的基本特性可分为静态特性和动态特性 5、静态特性是指被测量的值处于稳定状态时输入与输出的关系。主要指标有灵敏度、线性度、迟滞、重复性和漂移等。 6、灵敏度是输出量增量ΔY与引起输出量增量ΔY的相应输入量增量ΔX之比。用S表示即S=ΔY\ΔX。 7、线性度是指传感器的输入与输出之间数量关系的线性程度。也叫非线性误差用γL 表示即γL= 8、传感器在相同工作条件下输入量由小到大（正量程）及由大到小（反量程）变化期间输入输出特性曲线不重合的现象称为迟滞。迟滞误差用 9、重复性是指传感器在相同的工作条件下输入量按同一方向做全量程连续多次变化时，所得特性曲线不一致的程度。最大重复差值 10、漂移是指输入量不变的情况下传感器输出量随着时间变化。产生漂移的原因有两个一是传感器自身结构参数一是周围环境。温度漂移的计算 第三章应变式传感器 1、电阻应变式传感器是以电阻应变片为转换原件的传感器。 2、工作原理是基于电阻应变效应，即导体在外界作用下产生机械变形（拉伸或压缩）是，其电阻值相应发生变化（应变效应）。 3、电阻应变片分为丝式电阻应变片和箔式电阻应变片。 4、电阻在外力作用下而改变原来尺寸或形状的现象称为变形，而去掉外力后物体又能完全恢复其原来的尺寸和形状，这种变形称为弹性变形。具有弹性变形特性的物体称为弹性原件。 5、应变片的电阻值是指应变片没有粘贴且未受应变时，在室温下测定的电阻值即初始电阻值。 6、将直的电阻丝绕成敏感栅后，虽然长度不变，但应变状态不同，应变片敏感栅的电阻变化减小，因而其灵敏系数K较整长电阻丝的灵敏系数K0小，这种现象称为应变片的横向效应。为了减少横向效应产生的测量误差，现在一半多采用箔式应变片。 7、应变片温度误差：由于测量现场环境温度的改变而给测量带来的附加误差。产生的主要因素有以下两个方面：一是电阻温度系数的影响，一是试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数的影响。 8、电阻应变片的温度补偿方法：1）线路补偿法2）应变片的自补法9***电阻应变片的测量电路10、压阻效应是指在一块半导体的某一轴向施加一定的压力时，其电阻值产生变化现象， 第四章电感式传感器 1、利用电磁感应原理将被测非电量如、位移、压力、流量、振动等转换成线圈自感系数L或互感系数M的变化，再由测量电路转换为电压或电流的变化量输出，这种装置称为电感式传感器。 2、零点残余电压：传感器在零点位移时的输出电压。产生原因主要有以下两点一是由于两电感线圈的电气参数及导磁体几何尺寸不完全对称，因此在两电感线圈上的电压幅值和相位不同，从而形成了零点残余电压的基波分量。一是由于传感器导磁材料磁化曲线的非线性（如铁磁饱和，磁滞损耗）使得激励电流与磁通波形不一致，从而形成了零点残余电压的高次谐波分量。为减小电感式传感器的零点残余电压，可以采取以下措施1）在设计和工艺上，力求做到磁路对称，铁芯材料均匀；要经过热处理以除去机械应力和改善磁性；两线圈毕恭毕敬绕制要均匀，力求几何尺寸与电气特性保持一致。2）在电路上进行补偿。 3、把被测的非电量变化转化为线圈互感变化的传感器称为互感式传感器。这种传感器
常用温度传感器解析,温度传感器的原理、分类及应用
常用温度传感器解析，温度传感器的原理、分类及应用 温度传感器（temperature transducer）是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。 温度传感器的分类接触式 接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触，又称温度计。 温度计通过传导或对流达到热平衡，从而使温度计的示值能直接表示被测对象的温度。一般测量精度较高。在一定的测温范围内，温度计也可测量物体内部的温度分布。但对于运动体、小目标或热容量很小的对象则会产生较大的测量误差，常用的温度计有双金属温度计、玻璃液体温度计、压力式温度计、电阻温度计、热敏电阻和温差电偶等。它们广泛应用于工业、农业、商业等部门。在日常生活中人们也常常使用这些温度计。 随着低温技术在国防工程、空间技术、冶金、电子、食品、医药和石油化工等部门的广泛应用和超导技术的研究，测量120K以下温度的低温温度计得到了发展，如低温气体温度计、蒸汽压温度计、声学温度计、顺磁盐温度计、量子温度计、低温热电阻和低温温差电偶等。低温温度计要求感温元件体积小、准确度高、复现性和稳定性好。利用多孔高硅氧玻璃渗碳烧结而成的渗碳玻璃热电阻就是低温温度计的一种感温元件，可用于测量 1.6～300K范围内的温度。 非接触式 它的敏感元件与被测对象互不接触，又称非接触式测温仪表。这种仪表可用来测量运动物体、小目标和热容量小或温度变化迅速（瞬变）对象的表面温度，也可用于测量温度场的温度分布。 最常用的非接触式测温仪表基于黑体辐射的基本定律，称为辐射测温仪表。辐射测温法包括亮度法（见光学高温计）、辐射法（见辐射高温计）和比色法（见比色温度计）。各类辐
国际常见船舶类型
《国际船舶分类》 油船（Oil Tanker） 也就是石油油船，是一种散装运输油品的商船。根据运输油品的类型可以分为两个大类，原油油船和成品油船。 ①原油船（Crude Tanker），用于将大量未加工的原油从提取处运输到精炼处。 ②成品油船（Product Tanker），一般船型较小，用于将加工好的石化产品从精炼处运输到就近的消费市场。 油船在国际上一般以载重吨（DWT）的大小进行分类，下文所说的船舶大小均指载重吨。 载重吨（DWT） 顾名思义，载重吨是指船舶允许装载货物的重量，分为总载重吨和净载重吨。总载重吨是指在任意的吃水下，所能允许船舶装载的最大重量，其数值等于船舶满载排水量减去空船排水量。在不同的海区、不同盐度、不同纬度和季节，总载重吨的数额并不一致，诸如国际航行海船一般有热带淡水、淡水、热带、夏季、冬季、北大西洋冬季等不同的载重吨位，木材船还有木材载重吨位。这些吨位都以载重线的方式勘绘在船体上。 净载重吨是指在具体的某个航次中，船舶所能装载的最大货物重量。 也就是总载重吨减去燃油、柴油、淡水、备件、物料、供应品、船员和/或旅客及其行李以及船舶常数（包括船底壳附着物、机械内油品残留物等）所得到的载重吨位。 我们熟悉的干散货船、油轮的分类，例如好望角型、巴拿马型、灵便型、阿芙拉型、苏伊士型……等，均是以载重吨为标准划分。下面我把根据不同载重吨级所划分的油船类型给大家详细介绍一下。 1）沿海油轮（Coastal）
大小：3000-100吨 沿海油轮是最小的油轮类型，一般用于沿海水域的油品运输并能够在较浅水域靠泊。主要运输煤油、加热油、燃料油和化学品。 2）小油轮（Small） 大小：100-19000吨 这种油轮比沿海油轮大一些，也主要用于沿海水域的油品运输，运输的类别与沿海油轮相同，也是煤油、加热油、燃料油和化学品。 3）小灵便型油船（Handysize） 大小：19000-25000吨 该船型的特点是灵活性强，吃水浅，船长短（170m-180m），舱数量多，所以需求量很大，是一种很受欢迎的船型，但一般并不用于长途的运输。 4）大灵便型油船（Handymax） 大小：25000-45000吨 大灵便型油船就是小灵便型油船的扩大版。 5）LR1型油船（Large/Long Range One） 大小：45000-700吨 6）LR2型油船（Large/Long Range Two） 大小：700-1000吨 7）xx型船（Panamax） 大小：500-800吨 巴拿马型船是指能够通过巴拿马运河的油船，水闸为1000ft*110ft*85ft （ft：
传感器原理与工程应用复习题参考答案1
《传感器原理及工程应用》习题答案 第1章 传感与检测技术的理论基础（P26） 1－3 用测量围为－50～150kPa 的压力传感器测量140kPa 的压力时，传感器测得示值为142kPa ，求该示值的绝对误差、实际相对误差、标称相对误差和引用误差。 解： 已知： 真值L ＝ 140kPa 测量值 x ＝142kPa 测量上限＝150kPa 测量下限＝－50kPa ∴ 绝对误差 Δ＝x-L=142-140=2(kPa) 实际相对误差 ％＝ ＝43.1140 2 ≈?L δ 标称相对误差 ％＝ ＝41.1142 2 ≈?x δ引用误差 ％－－＝测量上限－测量下限＝ 1)50(1502≈?γ
1－10 对某节流元件（孔板）开孔直径d 20的尺寸进行了15次测量，测量数据如下（单位：mm ）： 120.42 120.43 120.40 120.42 120.43 120.39 120.30 120.40 120.43 120.41 120.43 120.42 120.39 120.39 120.40 试用格拉布斯准则判断上述数据是否含有粗大误差，并写出其测量结果。 解： 对测量数据列表如下： 当n ＝15时，若取置信概率P ＝0.95，查表可得格拉布斯系数G ＝2.41。 则 2072.410.03270.0788()0.104d G mm v σ=?=<=-， 所以7d 为粗大误差数据，应当剔除。然后重新计算平均值和标准偏差。 当n ＝14时，若取置信概率P ＝0.95，查表可得格拉布斯系数G ＝2.37。 则 20 2.370.01610.0382()d i G mm v σ=?=>，所以其他14个测量值中没有坏值。 计算算术平均值的标准偏差 20 0.0043()d mm σσ= = = 20 330.00430.013()d mm σ=?= 所以，测量结果为：20(120.4110.013)()(99.73%)d mm P =±= 1－14 交流电路的电抗数值方程为
各种温度传感器分类及其原理.
各种温度传感器分类及其原理 温度传感器是检测温度的器件,其种类最多,应用最广,发展最快。众所周知,日常使用的材料及电子元件大部分特性都随温度而变化, 在此我们暂时介绍最常用的热电阻和热电偶两类产品。 1. 热电偶的工作原理 当有两种不同的导体和半导体 A 和 B 组成一个回路,其两端相互连接时,只要两结点处的温度不同,一端温度为 T ,称为工作端或热端,另一端温度为 TO ,称为自由端 (也称参考端或冷端,则回路中就有电流产生,如图 2-1(a所示,即回路中存在的电动势称为热电动势。这种由于温度不同而产生电动势的现象称为塞贝克效应。与塞贝克有关的效应有两个:其一, 当有电流流过两个不同导体的连接处时, 此处便吸收或放出热量 (取决于电流的方向 , 称为珀尔帖效应;其二,当有电流流过存在温度梯度的导体时,导体吸收或放出热量 (取决于电流相对于温度梯度的方向 ,称为汤姆逊效应。两种不同导体或半导体的组合称为热电偶。热电偶的热电势 EAB(T, T0 是由接触电势和温差电势合成的。接触电势是指两种不同的导体或半导体在接触处产生的电势, 此电势与两种导体或半导体的性质及在接触点的温度有关。温差电势是指同一导体或半导体在温度不同的两端产生的电势, 此电势只与导体或半导体的性质和两端的温度有关, 而与导体的长度、截面大小、沿其长度方向的温度分布无关。无论接触电势或温差电势都是由于集中于接触处端点的电子数不同而产生的电势, 热电偶测量的热电势是二者的合成。当回路断开时,在断开处 a , b 之间便有一电动势差△ V ,其极性和大小与回路中的热电势一致,如图 2-1(b所示。并规定在冷端,当电流由 A 流向 B 时, 称 A 为正极, B 为负极。实验表明,当△ V 很小时,△ V 与△ T 成正比关系。定义△ V 对△ T 的微分热电势为热电势率, 又称塞贝克系数。塞贝克系数的符号和大小取决于组成热电偶的两种导体的热电特性和结点的温度差。 2. 热电偶的种类
《传感器原理与工程应用》第四版(郁有文)课后答案
第一章传感与检测技术的理论基础 1. 什么是测量值的绝对误差、相对误差、引用误 差？ 答：某量值的测得值和真值之差称为绝对误差。 相对误差有实际相对误差和标称相对误差两种表示方法。实际相对误差是绝对误差与被测量的真值之比；标称相对误差是绝对误差与测得值之比。 引用误差是仪表中通用的一种误差表示方法，也用相对误差表示，它是相对于仪表满量程的一种误差。引用误差是绝对误差（在仪表中指的是某一刻度点的示值误差）与仪表的量程之比。 2. 什么是测量误差？测量误差有几种表示方法？ 它们通常应用在什么场合？ 答：测量误差是测得值与被测量的真值之差。 测量误差可用绝对误差和相对误差表示，引用误差也是相对误差的一种表示方法。
在实际测量中，有时要用到修正值，而修正值是与 绝对误差大小相等符号相反的值。在计算相对误差时 也必须知道绝对误差的大小才能计算。 采用绝对误差难以评定测量精度的高低，而采用相 对误差比较客观地反映测量精度。 引用误差是仪表中应用的一种相对误差，仪表的精 度是用引用误差表示的。 3. 用测量范围为-50?+150kPa 的压力传感器测量 140kPa 压力时，传感器测得示值为142kPa,求该示 值的绝对误差、实际相对误差、标称相对误差和引 用误差。 解：绝对误差 ,142-140 = 2 kPa 4. 什么是随机误差？随机误差产生的原因是什 么？如何减小随机误差对测量结果的影响？ 答：在同一测量条件下，多次测量同一被测量时，其 绝对值和符号以不可预定方式变化着的误差称为随机 误差。 实际相对误差 标称相对误差 引用误差 142 -140 0 = ------------------- 140 100% =1.43% 142-140 100% =1.41% 142 142 -140 150 -（ - 汉1 0 80 =1%
船舶的分类
1船舶的种类 (Types of Ships) 船舶的种类很多，通常可根据其用途进行划分，有时也根据需要按不同的要求进行划分。 按航区(navigation area)划分，可将船舶分为极区船(arctic ship)、远洋船(ocean going ship)、沿海船(coastal vessel)和内河船(inland waterways vessel)。 按航行状态(navigation configuration)划分，可将船舶分为排水型船(displacement ship)和动力支撑型船(dynamic supported craft)。 按机舱(engine room)位置划分，可将船舶分为中机型船(amidships engined ship)、艉机型船(stern engined ship)和中艉机型船(amidships/stern engined ship)。 按甲板（deck）的层数划分，可将船舶分为单甲板船（single decked ship）和多层甲板船（multi-decked ship）。 按上层建筑(superstructure)划分，可将船舶分为三岛型船(three island vessel)和平甲板型船(flush deck vessel)等。 从航运生产实际和船员作业需要出发，本书主要按船舶的用途进行区分。 1.1 货船 货船(cargo ship)一般称为运输船舶，是按用途及承运的货物的种类进行区分的。 （1）杂货船(general cargo vessel) 主要从事各种包装或无包装的非大宗货物运输的船舶，又称为普通货船，这是最基本的一种货船船型。该类型船的货舱一般
空调温度传感器的种类及工作原理
自动空调系统温度传感器包括：发动机冷却液温度传感器、车内温度传感器、环境温度传感器、蒸发器温度传感器、日光辐射传感器、制冷剂温控开关等。控制单元根据这些传感器信号，计算出吹入客舱内空气所需的温度，选择所需的空气量，然后控制空气混合入口，水阀、进出气口转换板等，在驾驶员设定的温度范围内自动调节客舱内的温度，使其达到最佳，并自动控制空调的开启和关闭。 当发动机冷却液温度超过120℃时为了保护发动机，会让空调停止工作。空调压缩机内制冷剂温度过高，温度开关会切断压缩机电磁离合器的电路。装在蒸发器中央的蒸发器温度传感器或温度开关通过控制空调压缩机的运转来控制蒸发器的温度。 蒸发器温度控制的目的是防止蒸发器结霜。如果蒸发器的温度低于0℃，凝结在蒸发器表面的水分就会结霜或结冰，严重时会堵塞蒸发器的空气通道，导致冷却系统制冷效果明显降低。为了避免蒸发器结霜，就必须将蒸发器的温度控制在0℃以上。蒸发器温过低，低于设定值0℃以下时，空调放大器会切断压缩机电磁离合器的电路。蒸发器出口温度传感器失效，会导致空调压缩机离合器频繁吸合和分离。膨胀阀到蒸发器之间管路结霜，会导致空调出风量小。 空调系统制冷的条件之一是环境温度高于室内温度，环境温度传感器断路，端子进水、接触不良或接地不良，数据流会显示环境温度-30℃以下，将造成空调不制冷。 同时，发动机冷却液温度传感器断路或接地线接触不良，信号失准时，散热风扇不转，导致空调散热不良，也会进入失效保护，让空调停止工作。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解相关传感器产品的选型，报价，采购，参数，图片，批发等信息，请关注艾驰商城https://www.wendangku.net/doc/9a18883365.html,。
传感器原理及工程应用习题参考答案[1]
《传感器原理及工程应用》习题答案 王丽香 第1章 传感与检测技术的理论基础（P26） 1－3 用测量范围为－50～150kPa 的压力传感器测量140kPa 的压力时，传感器测得示值为142kPa ，求该示值的绝对误差、实际相对误差、标称相对误差和引用误差。 解： 已知： 真值L ＝140kPa 测量值x ＝142kPa 测量上限＝150kPa 测量下限＝－50kPa ∴ 绝对误差 Δ＝x-L=142-140=2(kPa) 实际相对误差 ％＝＝43.11402≈?L δ 标称相对误差 ％＝ ＝ 41.1142 2≈?x δ 引用误差 ％－－＝ 测量上限－测量下限 ＝ 1) 50(1502≈? γ 1－10 对某节流元件（孔板）开孔直径d 20的尺寸进行了15次测量，测量数据如下（单位：mm ）： 120.42 120.43 120.40 120.42 120.43 120.39 120.30 120.40 120.43 120.41 120.43 120.42 120.39 120.39 120.40 试用格拉布斯准则判断上述数据是否含有粗大误差，并写出其测量结果。 解： 对测量数据列表如下：
当n ＝15时，若取置信概率P ＝0.95，查表可得格拉布斯系数G ＝2.41。 则 2072.410.03270.0788()0.104d G mm v σ=?=<=-， 所以7d 为粗大误差数据，应当剔除。然后重新计算平均值和标准偏差。 当n ＝14时，若取置信概率P ＝0.95，查表可得格拉布斯系数G ＝2.37。 则 20 2.370.01610.0382()d i G mm v σ=?=>，所以其他14个测量值中没有坏值。 计算算术平均值的标准偏差 20 0.0043()d m m σσ= = = 20 330.00430.013()d mm σ=?= 所以，测量结果为：20(120.4110.013)()(99.73%)d m m P =±= 1－14 交流电路的电抗数值方程为 C L X ωω1 - = 当角频率Hz 51=ω，测得电抗1X 为Ω8.0； 当角频率Hz 22=ω，测得电抗2X 为Ω2.0； 当角频率Hz 13=ω，测得电抗3X 为Ω-3.0。 试用最小二乘法求电感L 、电容C 的值。 解法1： 1 L C ωωX =- ，设x L =，1y C =- ，则：
船舶分类种类大全
船舶分类、种类大全（原创） 船舶的分类、种类按照不同的方法划分的，本文根据我的造船知识，并参照了一些船舶专业书籍和互联网上的一些文章整理出来，试图找到最全的船舶分类与种类划分。 一、船舶分类的方法 现代船舶是为交通运输、港口建设、渔业生产和科研勘测等服务的，随着工业的发展，船舶服务面的扩大，船舶也日趋专业化。不同的部门对船舶有不同的要求，使用权船舶的航行区域、航行状态、推进方式、动力装置、造船材料和用途等到方面也各不同，因而船舶种类繁多，而这些船舶在船型上、构造上、运用性能上和设备上又各有特点。 1、船舶的航行区域：船舶按航行区域可分为海洋船反作用、港湾船舶和内河船舶三种。航行内湖泊上的船舶一般也归入内河船舶类。 2、船舶航行的状态：船舶按航行状态可归纳为浮行、滑行、腾空航行三种。浮行是指船舶在航行时，船体的重量和排水量相等而瓢浮在水面航行的船舶(又叫做排水量船)。水下潜航的船舶也属于浮行。滑行船舶是指高速状态下航行时，船体的大部分被水的动力作用抬起，在水面滑行。滑行时船的排水量小于静止时的排水量，同时减小了湿表面积，水阻力大大减小，使船的速度加快。如快艇、水翼艇。腾空航行船舶是船身在完全脱离水面的状态下航行的。如气垫船和冲翼艇。 3、推进方式：船舶按进方式可分为原始的撑篙、拉绎、划桨、摇橹等人力推进的船舶和风力推进的帆船；机械推进的明轮船，喷水船、螺旋桨船、以及空气推进船等。dc明轮是船舶以机器作为动力以来，最古老的一种推进器。以后又出现把推进哭装在船的艉部水面以下部分的螺旋桨推进器，后来，对少数殊要求的船舶有的在艉部螺旋桨上加上导管，也有在艏部加装辅助的螺旋桨。大多数船舶螺旋桨的叶片是固定的，对经常驻要求改变工况的船，采用可调螺距的螺旋桨。浅水航道中的船舶还有喷水推进的。全浮式气垫船和腾空艇上则用空气螺旋桨推进。 4、动力装置：船舶按动力装置的种类可分为蒸汽机船、内燃机船，。电力推进船和核动力装置船。早期使用的蒸汽往复机目前已被淘汰。汽轮机(有蒸汽轮机和燃汽轮机)在一些高速客船和军舰上使用。现在各类船舶应用最广的是柴油机动力装置。小艇上也有用汽油机作为动力的。电动推进船是以内燃机或蒸汽机驱动发电机(或直接用蓄电池)发电，再带动与螺旋桨联成一体的电动机来推进船舶。这种动力装置的螺旋桨转速可任意调节，且操作简单、操纵方便，为有特殊要求的船舶采用，如潜艇、破冰船厂、科学考察船、火车渡船等。核动力装置是当前世界上较先进的动力装置，它以核反应堆通过原子核的反应，产生蒸汽热能来驱动汽轮机运转。 二、船舶的分类
各种温度传感器分类及其原理.
各种温度传感器分类及其原理.
各种温度传感器分类及其原理 温度传感器是检测温度的器件,其种类最多,应用最广,发展最快。众所周知,日常使用的材料及电子元件大部分特性都随温度而变化, 在此我们暂时介绍最常用的热电阻和热电偶两类产品。 1. 热电偶的工作原理 当有两种不同的导体和半导体 A 和 B 组成一个回路,其两端相互连接时,只要两结点处的温度不同,一端温度为 T ,称为工作端或热端,另一端温度为 TO ,称为自由端 (也称参考端 或冷端,则回路中就有电流产生,如图 2-1(a所示,即回路中存在的电动势称为热电 动势。这种由于温度不同而产生电动势的现象称为塞贝克效应。 与塞贝克有关的效应有两个:其一, 当有电流流过两个不同导体的连接处时, 此处便吸收或放出热量 (取决于电流的方向 , 称为珀尔帖效应;其二,当有电流流过存在温度梯度的导体时,导体吸收或放出热量(取决 于电流相对于温度梯度的方向 ,称为汤姆逊效应。两种不同导体或半导体的组合称为热电偶。热电偶的热电势 EAB(T, T0 是由接触电势和温差电势合成的。接触电势是指两种不同 的导体或半导体在接触处产生的电势, 此电势与两种导体或半导体的性质及在接触点的温度有关。 温差电势是指同一导体或半导体在温度不同的两端产生的电势, 此电势只与导体或半导体的性质和两端的温度有关, 而与导体的长度、截面大小、沿其长度方向的温度分布无关。 无论接触电势或温差电势都是由于集中于接触处端点的电子数不同而产生的电势, 热电偶测量的热电势是二者的合成。当回路断开时,在断开处 a , b 之间便有一电动势差△ V ,其极性和大小与回路中的热电势一致,如图 2-1(b所示。并规定在冷端,当电流由 A 流向 B 时, 称 A 为正极, B 为负极。实验表明,当△ V 很小时,△ V 与△ T 成正比关系。定义△ V 对△ T