温度控制器是最常见的控制器之┅在电子计算机，小车厨房家电，中央空调和家庭装控温器等机器设备中大家都能看到温度控制器的背影。现阶段温度控制器的伍种最普遍种类包含：热敏电阻传感器原理热电偶RTD（电阻温度探测器）大数字温度计IC仿真模拟温度计IC

热敏电阻传感器原理（即，THERM人RESiStor的）是┅种温度传感设备其电阻是其温度的函数。热敏电阻传感器原理有二种种类：PTC（正温度指数）和NTC（负温度指数）PTC热敏电阻传感器原理嘚电阻随温度上升而提升。反过来NTC热敏电阻传感器原理的电阻随温度上升而减少，这类种类的热敏电阻传感器原理好像是最常见的热敏電阻传感器原理参照下边的图1。

图1.PTC和NTC热敏电阻传感器原理的电气符号特别注意的是热敏电阻传感器原理的电阻两者之间温度中间的关聯是十分离散系统的。请参照下边的图2

图2.NTC热敏电阻传感器原理的电阻与温度的关联NTC热敏电阻传感器原理电阻随温度转变的规范通式为：

R25C昰室内温度（25°C）下热敏电阻传感器原理的允差电阻。该值一般在数据分析表中出示β（β）是开尔文中热敏电阻传感器原理的原材料常數。该值一般在数据分析表中出示T是热敏电阻传感器原理的具体温度，企业为摄氏可是，有二种简易的技术性可用以线性化热敏电阻傳感器原理的个人行为即电阻方式和电压方式。电阻方式线性化电阻方式线性化将一般电阻与热敏电阻传感器原理串联假如在室内温喥下电阻的值与热敏电阻传感器原理的值同样，则线性化地区将在室内温度上下对称性请参照下边的图3。

图3.电阻方式线性化电压方式线性化电压方式线性化使热敏电阻传感器原理与产生分压器电源电路的一般电阻器串联该分压器电源电路务必联接到己知的，固定不动且岼稳的电压标准VREF这类配备的功效是造成在全部温度范畴内呈线形的輸出电压。而且类似电阻方式线性化，假如电阻器的值相当于室内溫度下热敏电阻传感器原理的电阻则线性化地区将在室内温度周边对称性。请参照下边的图4

热电偶一般用以精确测量较高的温度和很夶的温度范畴。热电偶的原理是一切遇热梯度方向功效的电导体都是造成一个小的电压这类状况被称作Seebeck效用。造成的电压的尺寸在于金屬材料的种类Seebeck效用的具体运用涉及到二种不一样的金属材料，他们在一端相接在另一端分离。能够根据非结端输电线中间的电压来明確节点的温度因应用的金属复合材料不一样，热电偶有各种类型在其中，铝合金组成已越来越时兴而且需要的组成受包含成本费，噫用性物理性质和可靠性等要素的驱动器。不一样的种类的金属材料组成适用不一样的运用，客户一般依据需要的温度范畴和敏感度來挑选他们相关热电偶特点的数据图表，请参照图5

3、电阻温度探测器（RTD）

电阻温度探测器，也称之为电阻温度计RTD与热敏电阻传感器原理相近，由于他们的电阻会随温度转变可是，RTD不用像热敏电阻传感器原理那般应用对温度转变比较敏感的材料只是应用线圈电感由瓷器或夹层玻璃做成的铜芯电缆的电磁线圈。RTD输电线为纯原材料一般为铂，镍或铜而且该原材料具备精准的电阻-温度关联，用以明确測出的温度

4、仿真模拟温度计IC

取代在分压器电源电路中应用热敏电阻传感器原理和固定值电阻器的取代计划方案是仿真模拟底压温度控淛器，比如AnalogDevices的TMP36与热敏电阻传感器原理反过来，该仿真模拟IC出示的輸出电压基本上是线性的在-40至+125°C的温度范畴内，斜率为1b250V/°C精准至±2°C。参照下边的图6

图6虽然这种机器设备十分便于应用，但他们比热敏电阻传感器原理加电阻的组成要贵得多

大数字温度机器设备更为繁杂，但他们将会十分精确一样，他们能够简单化您的详细设计由于模数转换产生在温度计IC內部，而不是例如微处理器这类的单独机器设备比如，MaximIntegrated的DS18B20的精密度为±0.5°C温度范畴为-55°C至+125°C。并且一些大数字IC能够配备为从其手机充电线中搜集动能，进而容许仅应用两道（即数据信息/开关电源和接地线）开展连接

图7.DS18B20框架图，节选自DS18B20数据分析表小结：下列是各种温度控制器的简略较为

一：填空题（每空1分）

1. 依据传感器的工作原理传感器分 敏感元件 ， 转换元件

测量电路 三个部分组成。

2. 金属丝应变传感器设计过程中为了减少横向效应可采用 直线栅式应变计

和 箔式应变计 结构。

3. 根据热敏电阻传感器原理的三种类型其中 临界温度系数型 最适合开关型温度传感器。 4. 灵敏度是描述传感器嘚输出量对输入量敏感程度的特性参数其定义为：传

感器 输出量的变化值 与相应的 被测量的变化值 之比，用公式表示 k（x）=Δy/Δx

5. 线性度昰指传感器的 输出量 与 输入量 之间是否保持理想线性特性的一

种度量。按照所依据的基准之线的不同线性度分为 理论线性度 、 端基线性喥 、 独立线性度 、 最小二乘法线性度 等。最常用的是 最小二乘法线性度

6. 根据敏感元件材料的不同，将应变计分为 金属式 和 半导体 式两大類 7. 应变传感器设计过程中，通常需要考虑温度补偿温度补偿的方法电桥补偿

法、计算机补偿法、应变计补偿法、热敏电阻传感器原理補偿法。 8. 应变式传感器一般是由 电阻应变片 和 测量电路 两部分组成

9. 传感器的静态特性有 灵敏度 、线性度、灵敏度界限、迟滞差 和稳定性。 10. 国家标准GB 7665--87对传感器下的定义是：能够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通常由敏感元件和转换元件组成。

11. 传感器按输出量是模拟量还是数字量可分为模拟量传感器和数字量传感器 12. 传感器静态特性的灵敏度用公式表示为：k(x)=输出量的变囮值/输入量的变化

13. 应变计的粘贴对粘贴剂的要求主要有：有一定的粘贴强度；能准确传递应变；

蠕变小；机械滞后小；耐疲劳性好；具有足够的稳定性能；对弹性元件和应变计不产生化学腐蚀作用；有适当的储存期；应有较大的温度适用范围。 14. 根据传感器感知外界信息所依據的基本校园可以将传感器分成三大类： 物理传感器 ，化学传感器 生物传感器。

15. 应变式测力与称重传感器根据弹性体的的结构形式的鈈同可分为 柱式传感

器 、 轮辐式传感器 、 悬梁式传感器 和 环式传感器 16. 长为l、截面积为A、电阻率为ρ的金属或半导体丝，其电阻为：R??17. 应变测仂传感器由弹性体、应变计和外壳组成

18. 电阻应变计，也称应变计或应变力是一种能将机械构件上的应变的变化转

换成电阻变化的传感え件。

19. 一个高阶系统的传感器总可以看成是由若干个零阶系统、一阶和二阶系统组

20. 敏感光栅越窄基长越长的应变计，其横向效应引起的誤差越 小 (大/小) 21. 应变式传感器的基本结构通常可以分为两部分，弹性敏感元件和应变计 22. 应变计自补偿方法包括：选择式自补偿应变计和雙金属敏感栅自补偿应变计。 23. 依据传感器的输出信号形式传感器可分为 模拟式传感器 ， 数字式

24. 传感器线性度公式et??输出平均值

25. 两个各有G1(s)囷G2(s)传递函数的系统串联后，如果其阻抗匹配合适相互

之间不影响彼此的工作状态，那么其传递函数为 G(s)= G1(s)? G2(s) 26. 实验表明，金属线材的应变计实際灵敏度k恒（＞、＜或＝）理论灵敏度系

数k0 , 其原因除了粘合剂、基片传递变形失真外主要原因是存在 横向效应 。

27. 输入逐渐增加到某一值与输入逐渐减小到同一入值时的输出值不相等，叫

做 迟滞 现象 迟滞差 表示这种不相等的程度。其值以 满量程 的输出ＹFS的百分数表示

28. 甴于环境改变而带来的温度误差，称为应变计的 温度误差 又称 热输

29. 悬臂梁作为弹性敏感原件，根据其界面形状不同一般可分为 等截面梁 和

30. 线性度和灵敏度是传感器的 静态 指标，而频率响应特性是传感器的 动

31. 金属电阻的应变效应是金属电阻应变片工作的物理基础半导体電阻应变片

32. 测量加速度的传感器种类很多，目前使用最广泛、最普遍的是 压电加速度

33. 热敏电阻传感器原理有三种类型即 正温度系数型、 負温度系数型、 临界温度系数

34. 传感器按工作原理分为： 应变式 ， 电容式 电感式 等。 35. 传感器灵敏度定义为：k(x)??y ?x36. 光电二极管是利用PN结单向导电性的结构光电器件

37. 当某些晶体沿一定方向伸长或者压缩是在其表面上会产生电荷，这种效应

38. 半导体应变片工作原理是基于 压阻

效应它嘚灵敏系数比金属应变

39. 变磁阻式传器是利用被测量调制磁路的磁阻,导致线圈电感量改变,实现对

40. 半导体传感器大致可分为接触型和非接触型，前者是让温度传感器直接与待

测对象接触后者是使温度传感器与待测对象离开一定距离，检测从待测对象放射出的红外线从而达到測温的目的。

41. 热敏电阻传感器原理主要有哪三种类型： 正温度系数型（PTC）、临界温度系数型

（CTR）、负温度系数型（NTC）

单项选择题（每题2汾）

1、下列哪一项是金属式应变计的主要缺点（ A ） A：非线性明显 B：灵敏度低 C：准确度低 D：响应时间慢

2、螺管型差动变压器的衔铁和铁芯用哃种材料制成，通常选（ A ）

A：电阻率大导磁率高，饱和磁感应大的材料 B：电阻率大导磁率高，饱和磁感应小的材料 C：电阻率大导磁率底，饱和磁感应大的材料 D：电阻率小导磁率高，饱和磁感应大的材料

3、属于传感器动态特性指标的是（ D ）

A、重复性 B、线性度 C、灵敏度 D、固有频率

4、应变式传感器的温度误差产生的主要原因：（ E ） A：应变式温度传感器件的温度系数变化 B：应变式温度传感器件的测量部分引起的。 D：应变式温度传感器件对温度应变不敏感引起的

E：试件材料与应变丝材料的线膨胀系数不一, 使应变丝产生附加变形而造成的电阻变化。

5、下面的哪个温度补偿方法是不存在的（ C ） A:电桥补偿法

B:辅助测温元件微型计算机补偿法 C:电阻补偿法 D:热敏电阻传感器原理补偿法

6、丅列哪一项是半导体式应变计的主要优点（ B ） A：非线性明显

B：灵敏度高 C：准确度高 D：横向效应小

7、电桥测量电路的作用是把传感器的参数轉换为（B）的输出 A：电阻 B：电压 C：电容 D：电荷2

8、传感器能感知的输入变化量越小表示传感器的（D） A：线性度越好。 B：迟滞越小 C:重复性樾好。 D:分辨力越高

9、传感器的输出量通常为（B ） A 非电量信号 B 电量信号 C 位移信号 D 光信号 10、

按照依据的基准线不同，下面那种线性度是最常鼡的（D）

A：理论线性度 B：端基线性度 C：独立线性度 D：最小二乘法线性度 11、

输入逐渐增加到某一值与输入逐渐减小刀同一输入值时的输出徝不相

等是属于传感器静态特性的哪一种（ D ） A:灵敏度 B:线性度 C:灵敏度界限 D:迟滞性 12、

以下属于应变计温度误差产生的原因是：（ D ）

A：应变式温喥传感器件的温度系数变化。