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1、《傳感器與機器視覺》(ISBN)
楊利 電子工業(yè)出版社
思考與練習題2參考答案
【課后習題2】
1. 熱電偶的測溫原理是什么？
熱電效應(yīng)：將兩種不同材質(zhì)的導體或半導體(A和B)首尾相接組成閉合回路，當兩個 接點溫度(THTo)不相同時，回路中就會產(chǎn)生一個電動勢，稱為熱電動勢，這種現(xiàn)象稱為 熱電效應(yīng)。
2. 熱電偶的冷端補償方法有哪些？
常用的冷端補償方法有冰浴法、補償導線法、計算修正法、補償電橋法、顯示儀表機械 零位調(diào)整法等。
3. 熱電阻的連接方式有哪幾種？分別用在什么場合？
熱電阻與測量電路的連接方式有二線制、三線制和四線制。當熱電阻傳感器與測量回路 不太遠的情況下，采用
2、二線制連接方式。否則采用三線制或四線制連接方式，其中三線制是 電壓源供電，四線制是電流源供電。
4. 為什么三線制連接方法可以抵消掉導線電阻帶來的測量誤差？
三線制連接方式是指從熱電阻傳感器兩端引出三根導線并將其接入測量I可路中，這三根 導線粗細相同，長度相等，阻值都是Rw,連接電路如圖2-16 (a)所示。其中一根連接到電 源上，另外兩根分別連接到直流電橋(惠斯特電橋)的相鄰兩臂中，這樣就把連接導線的電 阻值加在相鄰的兩個橋臂中，導線電阻對測量的影響可以相互抵消。等效電路如圖2-20(b) 所示。
5. 試著從原理、測溫范圍、輸出信號、材料等方面來分析熱電偶和金屬熱電阻的區(qū)別。
3、原理
測溫范圍
輸出信號
材料
熱電偶
熱電效應(yīng)
-270'1800"C
mV
兩種不同合 金，如裸銘- 竦硅
金屬熱電阻
電阻值隨溫 度變化而變 化
-260'85(TC
電阻
金屬，如鋁、 銅
6. 與模擬溫度傳感器相比，數(shù)字式溫度傳感器有哪些特點？ 連線少、價格便宜、信號傳輸距離遠、易與可編程設(shè)備相連。
7. 用鐐銘-鐐硅熱電偶測爐溫，當冷端溫度為20C (恒定)，測出熱端溫度為T時熱電 勢為18.05mV,求爐子的真實溫度。
解：設(shè)爐子真實溫度為T,已知冷端溫度To=2O°C，且熱電偶測得的熱電勢為
E(T, To)=E(T, 20)= 18.05
4、mV
查附錄一 K型熱電偶分度表：E(20, 0)= 0.798mV
根據(jù)中間溫度定律:E(T, 0)= E (T, 20)+E(20, 0)=18.05+0.798=18.848mV
再查K型熱電偶分度表可知18.848mV所對應(yīng)的溫度為458°C,因此爐子真實溫度為
T=458°CO
8. 在一個實際的K型熱電偶測溫系統(tǒng)中，配用K型熱電偶溫度顯示儀表顯示被測溫度 的大小。刪溫對象是爐膛溫度為1000°C的加熱爐，設(shè)熱電偶冷端溫度為50°C,顯示儀表所 在的控制室遠離加熱爐，室溫為20°C°要求分別用普通銅導線和K型熱電偶補償導線將熱 電偶與顯示儀表進行連接，測量結(jié)果分別是多少？所
5、測溫度數(shù)據(jù)是否能反映爐膛的真實溫 度？
用普通銅導線連接時，測量結(jié)果是錯誤的，因為其沒有延伸冷端的作用
用補償導線連接時，測量結(jié)果是正確的，爐膛真實溫度為1000°C。
9. DS18B20測溫范圍-55°C~+125°C,精度為±0.5°C,請問最少需要幾位二進制表示溫 度值？
(125-(-55))/0.5=360,因此最少9位，包含512個值，大于360.
10.參照DS18B20圖2.23電路圖和2.24時序圖，編寫DS18B20初始化和讀寫代碼。
11. 某控制電路需要過流保護，其工作電壓為48V、電路正常工作電流為450mA、電路 的環(huán)境溫度為50°C。要求電路中電流為5A時2秒內(nèi)應(yīng)把電路中的電流降到500mA以下， 請利用互聯(lián)網(wǎng)找到合適的熱敏電阻型號。
答案不唯一。符合要求的均可以。
12. 分析下圖中電路的工作原理，其中RT為熱電阻溫度傳感器。
圖中運放構(gòu)成一個差分放大電路，輸出電壓等于
(U+-U-)*Ao因此溫度變化時,RT阻值不同,U+與U-的差不同，輸出電壓也不同。
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