《热电阻温度传感器》PPT课件

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1、第4讲　热电阻式温度传感器ThermalResistiveSensors目录双击添加标题文字单击添加文字内容单击添加文字内容单击添加文字内容热电阻§2.3.1金属热电阻热电阻热电阻＝电阻体（最主要部分）＋绝缘套管＋接线盒作为热电阻的材料要求：电阻温度系数要大，以提高热电阻的灵敏度；电阻率尽可能大，以便减小电阻体尺寸；热容量要小，以便提高热电阻的响应速度；在测量范围内，应具有稳定的物理和化学性能；电阻与温度的关系最好接近于线性；应有良好的可加工性，且价格便宜。使用最广泛的热电阻材料是铂和铜1.常用热电阻⑴铂热电阻主要作为标准电阻温度计，广泛应用于

2、温度基准、标准的传递。⑵铜热电阻测量精度要求不高且温度较低的场合，测量范围一般为―50～150℃。其中，Rt：温度为t℃时的电阻；R0：温度为0℃时的电阻；A：常数，3.940×10-2℃-1B：常数，-5.84×10-7℃-2C：常数，-4.22×10-12℃-4⑴铂热电阻目前最好材料长时间稳定的复现性可达10-4K，是目前测温复现性最好的一种温度计。铂电阻的精度与铂的提纯程度有关百度电阻比W（100）越高，表示铂丝纯度越高，国际实用温标规定，作为基准器的铂电阻，W（100）≥1.3925目前技术水平已达到W（100）＝1.3930，工业用铂

3、电阻的纯度W（100）为1.387～1.390。国内统一设计的工业用标准铂电阻，W（100）≥1.391，R0分为50Ω和100Ω两种，分度号分别为Pt50和Pt100其分度表（给出阻值和温度的关系）⑵铜热电阻应用：测量精度要求不高且温度较低的场合测量范围：―50～150℃优点：温度范围内线性关系好，灵敏度比铂电阻高，容易提纯、加工，价格便宜，复制性能好。缺点：易于氧化，一般只用于150℃以下的低温测量和没有水分及无侵蚀性介质的温度测量。与铂相比，铜的电阻率低，所以铜电阻的体积较大。模型1：其中，A、B、C为常数：A=4.28899×10-3/

4、℃B=-2.133×10-7/℃2C=1.233×10-9/℃3-50℃~150℃精确计算时简便计算，常用二项式计算其中，Rt、R0——温度为t℃和t0℃时的电阻；——温度为t0℃时的温度系数。模型2：几种常用金属热电阻材料参数材料温度系数（1/℃）比电阻（·mm2/m）温度范围（℃）特性铂3.92×10-30.0981-200~+650近线性铜4.25×10-30.0170-50~+150线性铁6.50×10-30.0910-50~+150非线性铁6.60×10-30.1210-50~+100非线性国际温标IPTS-68规定：在–259

5、.34℃~630.74℃内，以铂电阻作为温度基准器优点：（1）易提纯；（2）在高温和氧化性介质中性能稳定；（3）输出近线性；（4）测量精度高。分度表——R0=50和100时的Rt–t关系优点（1）易提纯；（2）物理、化学特性稳定；（3）输出近线性；（4）价格低廉。缺点（1）电阻率低；（2）体积较大，热惯性较大；（3）温度高于100℃易氧化。3、其它热电阻——低温、超低温材料温度范围优点缺点铟电阻室温~4.3K4.2~15K，灵敏度是铂的10倍。材料软，重复性差。锰电阻63~2K（-271℃~-210℃）灵敏度高材料脆，难拉成丝。碳电阻-27

6、3℃~-268.5℃液氦温域价格低廉，对磁场不敏感。热稳定差两线制指示仪表rrRt三、热电阻传感器的测量电路生产现场控制室两线制电桥平衡时：若保证Ra=Rb，则有：可见r1，r2对测量结果的影响较大1、三线制电桥平衡时：若保证Ra=Rb，则有：r1，r2的影响有了一定的减小电桥平衡时：若保证Ra=Rb，则有：r1，r3的影响减小得更小。（1）不受其它条件约束；（2）恒流源I稳定。电位差计2、四线制四、热电阻应用举例例1：测量真空度I恒温容器被测介质玻璃管铂电阻丝——第i种气体的导热系数——第i种气体的百分含量——已知——可测量——可求出

7、A——参考室——工作室例2：气体成分分析仪§2.3.2半导体热敏电阻传感器一、热敏电阻的结构和特点玻璃壳热敏电阻引线（a）珠状　（b）片状　　（c）杆状　（d）垫圈状金属氧化物：钴Co、锰Mn、镍Ni等的氧化物采用不同比例配方、高温烧结而成。优点：（1）结构简单、体积小、可测点温度；（2）电阻温度系数大，灵敏度高（10倍）；（3）电阻率高、热惯性小、适宜动态测量。参数单位定义标称阻值RH（冷电阻）Ω(25±0.2)℃时测得的阻值。温度系数αt1/℃20℃时的电阻温度系数。散热系数H（耗散系数）W/℃自身发热使温度比环境温度高出1℃所需要的功率。

8、时间常数τ秒（s）从温度t0的介质移入温度为t的介质中，温度升高Δt=0.632(t-t0)所需时间。热敏电阻的主要参数用途标准阻值25℃（kΩ）额定