热电阻温度计

1、热电阻温度计 姓名：李贺 学号：1210650109 热电阻温度计 一.热电阻温度计种类原理和结构 1.1热电阻温度计种类 1.2热电阻温度计的工作原理 1.3热电阻的材料要求 1.4热电阻的结构 1.5热电阻的测温误差 1.6热电阻在使用中应注意的事项 二.铂电阻和铜电阻 2.1铂电阻 2.2铜热电阻 三.半导体热敏电阻 1.1热电阻温度计的种类 l热电阻温度器的传感器是热电阻。热电阻分为金属热电阻和半导体热电阻。 常用的金属热电阻： 铂热电阻 铜热电阻 镍硅热电阻 热电阻的电阻-温度特性曲线 具有正温度系数具有正温度系数 （PTC） 大多数大多数金属热电阻金属热电阻随温度升高电阻增大，温度

2、升高随温度升高电阻增大，温度升高1度，阻度，阻 值增加值增加0.4%0.5% 具有负温度系数 （NTC） 半导体热敏电阻阻值随温度升高而减少，当温度升高1度， 电阻约减少3%6% 临界温度系数 （CTR） 1.2热电阻温度计的工作原理 l热电阻的测温原理与热电偶的测温原理不同的是，热电阻是基于电阻的热效 应进行温度测量的，即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。因此，只 要测量出感温热电阻的阻值变化，就可以测量出温度。目前主要有金属热电 阻和半导体热敏电阻两类。 l金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示，即 lRt=Rt01+（t-t0） l式中，Rt为温度t时的阻值；Rt0为

3、温度t0（通常t0=0）时对应电阻值；为 温度系数。 l半导体热敏电阻的阻值和温度关系为 lRt=AeB/t l式中Rt为温度为t时的阻值；A、B取决于半导体材料的结构的常数。 l相比较而言，热敏电阻的温度系数更大，常温下的电阻值更高（通常在数千 欧以上），但互换性较差，非线性严重，测温范围只有-50300左右，大量 用于家电和汽车用温度检测和控制。金属热电阻一般适用于-200500范围 内的温度测量，其特点是测量准确、稳定性好、性能可靠，在程控制中的应 用极其广泛。 l工业上常用金属热电阻从电阻随温度的变化来看，大部分金属导体都有这个 性质，但并不是都能用作测温热电阻，作为热电阻的金属材料一

4、般要求：尽 可能大而且稳定的温度系数、电阻率要大（在同样灵敏度下减小传感器的尺 寸）、在使用的温度范围内具有稳定的化学物理性能、材料的复制性好、电 阻值随温度变化要有间值函数关系（最好呈线性关系）。 1.3热电阻的材料要求 l热电阻材料的一般要求是： 电阻温度系数.电阻率要大； 热容量要小； 在整个测温范围内，应具有稳定的物理.化学性质和良好的复制性； 电阻值随温度的变化关系最好呈线性。 1.4热电阻的结构 金属热电阻可分为普通型和铠装两大类 普通型热电阻结构图 电阻体是热电阻的关键部件，有电阻丝和支架构成。采用双线绕法。 铠装热电阻 铠装热电阻是由感温元件（电阻体）、引线、绝缘材料、不锈钢套

5、管组合而成的坚实 体，它的外径一般为2-8mm，最小可达mm。与普通型热电阻相比，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。 l 铠装热电阻 结构图 端面热电阻 端面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。它与 一般轴向热电阻相比，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。 隔爆型热电阻 隔爆型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，生产现场不会引超爆炸。 隔爆型热电阻可用于B

6、la-B3c级区内具有爆炸危险场所的温度测量。 1.5热电阻的测温误差 l分度误差：由材料纯度和工艺致使。 l通电发热误差（自升温)：无法消除，可用规定最大电流小于6mA.改善传热条 件来减小误差。 l线路电阻变化引入的误差：可串联电位器调整，通过规定三线或四线接线方 法来减小误差。 l附加热电势：接入点构成热电偶，可通过接点靠近.同温等办法减小或消除误 差。 1.6热电阻在使用中应注意的事项 l为了减少环境温度对线路电阻的影响，工业上常采用三线或四线制连接。 l工作时，不必规定仪表外接线路电阻阻值。 l热电阻工作电流应小于规定值。 l热电阻分度号必须与显示仪表调校时的分度号相同。 2.1铂电

7、阻 l概念： l 铂电阻温度传感器是利用金属铂在温度变化时自身电阻值也随之改变的特性来测量温度的，显 示仪表将会指示出铂电阻的电阻值所对应的温度值。当被测介质中存在温度梯度时，所测得的温度 是感温元件所在范围内介质层中的平均温度。 l应用范围： l 铂电阻温度传感器是用来测量空气、土壤和水的温度传感器。该传感器由精密级铂热电阻元件 和经特殊工艺处理的防护套组成，并用四芯屏蔽信号电缆线从敏感元件引出用于测量，通常可以采 用四线测量法测量，以减少导线电阻引起的测量误差。铂电阻温度传感器具有极佳的可互换性和长 期稳定性，广泛应用于气象和环保等部门。 l主要优点： 广泛的温度测量范围：由于铂的特性稳定

8、，不会因高低温而引起物理或化学变化。 l 铂电阻温度传感器是利用其电阻与温度成一定函数关系而制成的温度传感器。由于铂电阻的特 性曲线是非线性的，标准的电阻与温度关系是以分度表的形式给出的，同时用电阻-温度多项式函 数R（t）表示。但在实际测量中，使用温度-电阻函数T（r）更便于测量与计算。介绍了一种使用三 次基本样条曲线拟合，获得温度-电阻多项式函数T（r）的方法。实际使用表明，此方法的计算速度 快，产生的误差较小，可以很好地提高温度测控系统的运行速度和控制精度。 l 铂电阻传感器有良好的长期稳定性，典型实验数据为：在400时持续300小时，0时的最大 温度漂移为0.02。 l 铂电阻温度传感

9、器在防护设备里经常用到。 l生活中有哪些铂电阻？ 2.2铜热电阻 l概念： 铜热电阻是通过金属在温度变化时本身电阻也随之发生变化的原理来测量温度的 仪器。铜热电阻按其保护管结构形式分为装配式（可拆卸）和铠装式（不可拆卸，内 装铂电阻）。目前现场应用较多的装配式热电阻主要包括分度号为Pt100的铂热电阻和 分度号为Cu50的铜热电阻两大类。 热电阻测温反映出来的是电阻值的变化。但有时候 应用中会加一个模块 ，模块将电阻信号转换成电流信号或是电压信号来进行远传的。 结构： 铜热电阻主要由接线盒、保护管、接线端子、绝缘套管和感温元件组成。工业 用铜热电阻可直接和二次仪表相连接使用。可以测量各种生产过

10、程中从-200至420 范围内的液体、蒸汽和气体介质及固体表面的温度。工业用热电阻作为测量温度的传 感受器，通常和显示仪表、记录仪表和电子调节器配套使用。它可以直接测量各种生 产过程中从-200至420范围内的液体、蒸汽和气体介质以及固体表面温度。 由于铜热电阻具有良好的电输出特性，可为显示仪、记录仪、调节器、扫描器、 数据记录仪以及计算机提供准确的温度变化信号。根据国家规定，我厂从1987年起开 始生产符合IEC国际标准分度号的PT1000铂电阻和符合专业标准分度号的cu50铜热电 阻两大类装配式、统一设计型热电阻。 三.半导体热敏电阻 l工作原理： 是利用半导体材料的电阻随温度显著变化这一特性制成的感温元件。 通常是由铁、镍、钛、镁、铜等金属氧化物按一定的配方比例压制烧 结而成。可测-100300的温度。 优点： 1）电阻负温度系数大，灵敏度