热电阻式传感器

1、l一一 金属热电阻金属热电阻l二二 半导体热敏电阻半导体热敏电阻l三三 热电阻式传感器的应用热电阻式传感器的应用 上一页下一页返 回热电阻电阻体（最主要部分）绝缘套管接线盒热电阻电阻体（最主要部分）绝缘套管接线盒作为热电阻的材料要求：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；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；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；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；

2、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。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使用最广泛的热电阻材料是铂和铜上一页下一页返 回l 铂热电阻铂热电阻主要作为标准电阻温度计，广泛应用于温度主要作为标准电阻温度计，广泛应用于温度基准、标准的传递。基准、标准的传递。l 铜热电阻铜热电阻测量精度要求不高且温度较低的场合，测量测量精度要求不高且温度较低的场合，测量范围一般为范围一般为50150。 上一页下一页返 回 长时间稳定的复现性可达长时间稳定的复现性可达10-4 K ，是目前测温，是目前测温复现性最好的一种温度计。复现性最好的一种温度计。铂电阻的精度与

3、铂的提纯程度有关铂电阻的精度与铂的提纯程度有关 0100)100(RRW百度电阻比百度电阻比 W（100）越高，表示铂丝纯度越高，）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，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目前技术水平已达到W（100）1.3930，工业用铂电阻的纯度工业用铂电阻的纯度W（100）为）为1.3871.390。 上一页下一页返 回 铂丝的电阻值与温度之间的关系，即特性方程如下：铂丝的电阻值与温度之间的关系，即特性方程如下： 当温度当温度t在在200 t 0时：时： )100(1 320ttCtBtARRt当温度当

4、温度t在在0 t 650时：时： 1 20tBtARRt国内统一设计的工业用标准铂电阻，国内统一设计的工业用标准铂电阻，W（100）1.391，R0分为分为50和和100两种，分度号分别为两种，分度号分别为Pt50和和Pt100，其分度表（给出阻值和温度的关系）其分度表（给出阻值和温度的关系） 上一页下一页返 回l应应 用：用：测量精度要求不高且温度较低的场合测量精度要求不高且温度较低的场合测量范围：测量范围：50150l优优 点：点：温度范围内线性关系好，灵敏度比铂电阻高，容易提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。纯、加工，价格便宜，复制性能好。l缺

5、缺 点：点：易于氧化，一般只用于易于氧化，一般只用于150以下的低温测量和没有水以下的低温测量和没有水分及无侵蚀性介质的温度测量。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。与铂相比，铜的电阻率低，所以铜电阻的体积较大。上一页下一页返 回铜电阻的阻值与温度之间的关系为铜电阻的阻值与温度之间的关系为)1 (0tRRt关系是线性的关系是线性的 工业上使用的标准化铜热电阻的工业上使用的标准化铜热电阻的R0按国内统一设计取按国内统一设计取50和和100两种，两种，分度号分别为分度号分别为Cu50和和Cu100，相应的分度表可查阅相关资料。相应的分度表可查阅相关资料。 上一

6、页下一页返 回上一页下一页返 回普通工业用热电阻式温度传感器普通工业用热电阻式温度传感器铜热电阻结构示意图 铂热电阻结构示意图 上一页下一页返 回利用半导体的利用半导体的电阻值随温度显著变化电阻值随温度显著变化的特性制成的特性制成由由金属氧化物金属氧化物和和化合物化合物按不同的配方比例按不同的配方比例烧结烧结优优 点：点： (1) 热敏电阻的温度系数比金属大（热敏电阻的温度系数比金属大（49倍）倍） (2) 电阻率大，体积小，热惯性小，适于测量点温、电阻率大，体积小，热惯性小，适于测量点温、表面温度及快速变化的温度。表面温度及快速变化的温度。 (3) 结构简单、机械性能好。结构简单、机械性能好

7、。缺点：缺点：线性度较差，复现性和互换性较差。线性度较差，复现性和互换性较差。上一页下一页返 回正温度系数正温度系数(PTC)负温度系数负温度系数(NTC) 临界温度系数临界温度系数(CTR)热敏电阻典型特性热敏电阻典型特性 上一页下一页返 回PTC热敏电阻热敏电阻正温度系数正温度系数 钛酸钡掺合稀土元素烧结而成钛酸钡掺合稀土元素烧结而成 用途：彩电消磁，各种电器设备的过热保护，用途：彩电消磁，各种电器设备的过热保护， 发热源的定温控制，限流元件发热源的定温控制，限流元件。 CTR热敏电阻热敏电阻负温度系数负温度系数 以三氧化二钒与钡、硅等氧化物，在磷、硅氧化以三氧化二钒与钡、硅等氧化物，在磷

8、、硅氧化 物的弱还原气氛中混合烧结而成物的弱还原气氛中混合烧结而成 用途：温度开关。用途：温度开关。 NTC热敏电阻热敏电阻很高的负电阻温度系数很高的负电阻温度系数 主要由主要由Mn、Co、Ni、Fe、Cu等过渡金属氧化物等过渡金属氧化物 混合烧结而成混合烧结而成 应用：点温、表面温度、温差、温场等测量应用：点温、表面温度、温差、温场等测量 自动控制及电子线路的热补偿线路自动控制及电子线路的热补偿线路上一页下一页返 回构成：构成：热敏探头、引线、壳体热敏探头、引线、壳体二端和三端器件：二端和三端器件：为直热式，即热敏电阻直接由连接的电路为直热式，即热敏电阻直接由连接的电路获得功率；获得功率；四

9、端器件：四端器件：旁热式旁热式上一页下一页返 回上一页下一页返 回1 1、金属热电阻传感器、金属热电阻传感器 200200+500+500范围的温度测量范围的温度测量 特点：精度高、适于测低温。特点：精度高、适于测低温。2 2、半导体热敏电阻传感器、半导体热敏电阻传感器应用范围很广，可在宇宙航船、医学、工业及家用电应用范围很广，可在宇宙航船、医学、工业及家用电器等方面用作测温、控温、温度补偿、流速测量、液器等方面用作测温、控温、温度补偿、流速测量、液面指示等。面指示等。 上一页下一页返 回工业广泛使用，工业广泛使用，200+500范围温度测量。范围温度测量。在特殊情况下，测量的低温端可达在特殊

10、情况下，测量的低温端可达3.4K，甚至更，甚至更低，低，1K左右。高温端可测到左右。高温端可测到1000。温度测量的特点：温度测量的特点：精度高、适于测低温。精度高、适于测低温。传感器的测量电路：经常使用传感器的测量电路：经常使用电桥电桥 精度较高的是自动电桥。精度较高的是自动电桥。为消除由于连接导线电阻随环境温度变化而造成为消除由于连接导线电阻随环境温度变化而造成的测量误差，常采用的测量误差，常采用三线制三线制和和四线制四线制连接法。连接法。上一页下一页返 回热电阻测温电桥的三线制接法热电阻测温电桥的三线制接法 工业用热电阻一般采用三线制工业用热电阻一般采用三线制 G检流计，检流计，R1 ，

11、R2 ，R3固定电阻，固定电阻，R a零位调节电阻，零位调节电阻， R t 热电阻热电阻上一页下一页返 回热电阻测温电桥的四线制接法热电阻测温电桥的四线制接法 精密测量中，采用四线制接法精密测量中，采用四线制接法 上一页下一页返 回l铂测温电阻缺点铂测温电阻缺点：响应速度慢、容易破损、：响应速度慢、容易破损、 难于测定狭窄位置的温度。难于测定狭窄位置的温度。l现逐渐使用能大幅度改善上述缺点的极细型铠现逐渐使用能大幅度改善上述缺点的极细型铠装铂测温电阻，因而使应用领域进一步扩大。装铂测温电阻，因而使应用领域进一步扩大。l主要应用：主要应用：钢铁、石油化工的各种工艺过程；钢铁、石油化工的各种工艺过程；纤维等工业的热处理工艺；食品工业的各种自纤维等工业的热处理工艺；食品工业的各种自动装置；空调、冷冻冷藏工业；宇航和航空、动装置；空调、冷冻冷藏工业；宇航和航空、物化设备及恒温槽物化设备及恒温槽 上一页下一页返 回 温度测量温度测量 温度控制温度控制 温度补偿温度补偿 流量测量流量测量上一页下一页返 回上一页下一页返 回热敏电阻点温计热敏电阻点温计 上一页下一页返 回简易温度控制器简易温度控制器 上一页下一页返 回仪表中的电阻温度补偿电路仪表中的电阻温度