第九章1热电阻

1、,电阻等变化,材料与温度有关的物理特性,第九章：热电式传感器,9-1热电阻,温度,一，热电阻,热电阻材料，应满足条件：,（2）电阻温度系数较大，即,（4）在测量范围内，材料的物理，化学性能稳定。,（3）具有良好的单值性、复现性、复制性好。,（1）具有较大电阻率，即:,常用材料：铂，铜，镍。,1,铂电阻,（1）材料性能：,铂易于提纯，性能非常稳定，耐氧化、熔化温度高(1772C)、复现性好，电阻率高，温度范围宽、体积小，而温度系数较小。（常作为温度基准）,（2）结构：,感温元件（电阻丝绝缘骨架）、瓷套管、保护套管,铂电阻丝：0.050.07mm；,（3）温度电阻关系：,一般工业用标准铂电阻,（4

2、）分度号与分度表：,Pt50：Pt100：,将与温度t的相应关系统一制成表格，称为铂电阻的分度表。,铂电阻的精度与铂的纯度有关，用电阻比表示：,水沸点100时电阻值,水冰点0时电阻值,标准器铂电阻w(100)1.3925,工业用铂电阻w(100)=1.391,w(100)=1.3930,铂纯度为99.9995%；,（5）纯度：,热电阻的纯度与温度系数的关系：,w(100)=1.3910,铂纯度为99.99%。,（6）精度：,2000：0100：100650：,2，铜电阻：,工业用，测-50150，线性好，灵敏度高，价格便宜。,数学模型：,国内统一设计标准铜电阻,分度号为Cu50和Cu100，其

3、W(100)1.428,热电阻阻值较小,引线电阻不能忽视。,二、热电阻接线,1、内引线：,由热电阻感温元件至接线端子的连接导线,2、测量电路：,二线制,三线制,四线制,热电阻的测量电路可以分为二个基本类型：,桥式电路,电位差计,（1）平衡电桥：,二线制接法：,R1,R2为已知电阻，R3为可调电阻，Rt为热电阻。通过调节R3，直到电桥平衡，则：,若不考虑引线电阻，则RxRt。若考虑引线电阻，,引线误差,三线制接法：,（1）平衡电桥（续）：,四线制接法：,（1）平衡电桥（续）：,电位差计线路,Rw调工作电流，由图,9-2热敏电阻,热敏电阻的材料：锰、钴、铜、铁、锌等的氧化物的混合物。,1，灵敏度高

4、,2，体积小,3，性能稳定,主要缺点：,RT呈非线性，元件的互换性较差。,主要特点：,4，制作简单,5，便于远距离控制,一，热电特性图9-2,基本特性分类：,3、负温度系数型（NTC）；,1、正温度系数型（PTC）,2、临界温度系数型（CTR）,按基本性能分为三类：,NTC型，负温度系数：适用于-100300,NTC在低于450时，有经验公式：,式中,若已知,则可计算：,NTC电阻温度系数,负电阻温度系数,二，NTC伏安特性：图9-3,在稳定工作状态（热平衡）下，U=f(I)关系。,1、Oa段：遵守欧姆定律，用做测温。,2、bc段：I温度负阻特性U,三，NTC主要参数：,1,标称电阻值RH,2

5、，电阻温度系数,3，耗散系数,4，热容C,5，能量灵敏度,6，时间常数,热敏电阻在25时的阻值。,四，NTC应用：,1，温度测量应用,2，流量测量应用,*五、正电阻温度系数电阻温度特性,正电阻温度系数热敏电阻的电阻温度特性：,材料常数,1、在工作区的两端，灵敏度很低；2、TTc后，电阻值随温度按指数规律迅速增大。3、TTRmax后，电阻值即不再增大。,正电阻温度系数热敏电阻伏安特性：,1、起始端为直线，满足欧姆定律；2、当电压增加至Um，存在一个最大电流Im；3、当电压继续增加，由于温度升高，电流反而减小，曲线斜率开始由正变负。,PTC热敏电阻的应用：,陶瓷PTC发热元件：PTC有自动控温功能，耐老化，寿命长，与传统发热丝相比更高效，更安全。PTC元件在低压（6-36伏）和高压（100-240伏）下都能正常使用。低压PTC元件适用于各类低电压加热器，仪器低温补偿，汽车等辅助加热器。高压PTC元件适用于电气设备的加热。,PTC过流保护元件：PTC过流保护元件，是利用其阻