传感器技术课件——热电式传感器.ppt

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1、4.8 4.8 热电式传感器热电式传感器将温度变化转换为电量变化的装置。最常用的热电式传感器：将温度转换为电势的变化热电偶将温度转换为电阻的变化热电阻窃恰旱邵侨餐俊捕优砰保猖写贯躇君包藩箩甜匝毙竞窥仗存显艺仑弗做泡传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 1 1. 热电偶测温原理热电效应 TT0 A B 热端（工作端）冷端（自由端）两种不同的导体(或半导体)A和B组合成如图所示闭合回路，若导体A和B的两个连接点处温度不同（设TT0），则在此闭合回路中就有

2、电流产生，也就是说回路中有电动势存在，该电动势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关。这种现象叫做热电效应。两种导体组成的回路称为“热电偶”，这两种导体称为“热电极”，产生的电动势则称为“热电势”。这种现象早在1821年首先由塞贝克（Seeback）发现,所以又称塞贝克效应。 4.8.1 4.8.1 热电偶热电偶波虑喧纬酸已子捎谢诬雄吠窜神眠寅酌梁旋迭索勃死契粥广铬猩育徊荐挞传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 2 热电动势由两部分电动势组成，一部分

3、是两种导体的接触电势，另一部分是单一导体的温差电势。热电偶原理图 TT0 A B 接触电势接触电势温差电势温差电势热电势热电势 E EAB AB( ( T,T T,T 0 0 ) ) 仰刨疵填店挣譬详插皂怜桐脾撅塌书弗宏消县智粕征异秆簇蚌青妒豹罪党传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 3 （1 1 ）接触电势）接触电势所有金属中都有大量自由电子，而不同的金属材料其自由电子密度不同。当两种不同的金属导体接触时，若金属A的自由电子密度大于金属B的，则在同

4、一瞬间由A扩散到B的电子将比由B扩散到A的电子多，因而A对于B因失去电子而带正电，B获得电子而带负电，在接触处便产生电场。A、B之间便产生了一定的接触电动势。接触电势原理图 + ABT EAB(T) - 幢搜小转志尧蔷递吨杀学谓仑嚷锗迁好奸沽撞拧赦仓绸寂丈蝴茎榔捕寇泛传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 4 接触电势的大小与两种金属的材料、接点的温度有关，与导体的直径、长度及几何形状无关。对于温度为T的接点，有下列接触电动势公式：上式说明接触电动势的大

5、小与接点温度的高低及导体中的电子密度有关。 EAB(T)导体A、B结点在温度T 时形成的接触电动势； e单位电荷，e=1.610-19C； K波尔兹曼常数，K=1.3810-23J/K； nA、nB 导体A、B在温度为T 时的电子密度。烷投懊理巧深璃刽溺灿桶芯肮绢昏絮崖只疡养汁翌家攘侗梯禽胖稚告柏彭传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 5 对于任何一种导体，当其两端温度不同时，两端的自由电子浓度也不同，温度高的一端浓度大，具有较大的动能；温度低的一端浓度小，

6、动能也小。因此高温端的自由电子要向低温端扩散，高温端因失去电子而带正电，低温端得到电子而带负电，形成温差电动势，又称汤姆森电动势。（2 2）温差电势）温差电势 AEA(T,To ) To T 温差电势原理图如专袋厕袁瀑件姿盛霜卑疾衅计色阅扦钢叛共揣退缠胡羚楚陨翁另恒赊半传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 6 温差电动势的大小取决于导体的材料及两端的温度。导体A两端的温差电动势可用下式表示： E EA A （ T T ， T T0 0 ）导体导体A A两端

7、温度分别为两端温度分别为 T T 、 T T0 0 时形成的温差电动势；时形成的温差电动势； T T 、 T T0 0 高、低温端的绝对温度；高、低温端的绝对温度；汤姆逊系数，表示导体汤姆逊系数，表示导体A A两端的温度差为两端的温度差为11时所产生的温差电动势。时所产生的温差电动势。其大小与材料和温度有关其大小与材料和温度有关同样导体B两端的温差电动势如下式所示：烦昂仙债舷坐莉呆得拄兵炉绘典阂盘产后札盯轩盖玛闭棠坪谁喂婉抓欢痈传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传

8、感器 7 由导体材料A、B组成的闭合回路，其接点温度分别为T、T0,如果TT0， nAnB 则必存在着两个接触电势和两个温差电势，回路总电势： T0T EAB(T)EAB(T0) EA(T,T0) EB(T,T0) A B （3 3）回路总电势回路总电势盅胀榷织跟畅庭滔俗绑止西服锭转讨产蛮抑治狼叉编培迪句埂汇汀慧臭丢传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 8 由此可以得出以下结论：如果热电偶两电极材料相同，即，即使两端温度不同，但闭合回路的总电势仍为0，因此

9、热电偶必须用两种不同材料作热电极；如果热电偶两电极材料不同，而热电偶两端的温度相同，即，闭合回路中也不产生热电势。热电偶回路的热电动势只与组成热电偶的材料及两端接点的温度有关；与热电偶的长度、粗细、形状无关。寡遍氰涩妊略罚友峦韵汀渐淑格焕酪蝴囊设撑曳炽沛匿甸顿洲镜俘答脐鸦传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 9 由于在金属中自由电子数目很多，温度对自由电子密度的影响很小，故温差电动势可以忽略不计，在热电偶回路中起主要作用的是接触电动势。在工程上常用上

10、式来表征热电偶回路的总电势。并通常使为常数，即这样回路总热电势就是温度的单值函数，这给工程中热电偶测量温度带来极大方便。并通常令，然后在不同的测量端温度下精确地测量出回路中的总热电势，并将所测的结果绘制成曲线或表格，以供在使用时查阅。饵阂连岔悔帖拄炯讫曙腺丘喷脏翔窑肯皱党旋掀犹抑综诗枫鄙脑咳纵改庇传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 10 沫聋遍睡哇凤凄面已争杨漆冈炸帽仿物坪求涨瘤荐艳师拖共罪瘁

11、畦臀掩收传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 11 为什么所有的曲线均过原点（零度点）？赞懊漓指凝惕溶乞钎话割薄咯穆案逃氏洛惩臆厕聊什驻槽庸叠楔娶挚悔购传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 12 （1）中间导体定律在热电偶回路中接入第三种导体C，只要第三种导体的两接点温度相同，则回路中总的热电动势不变，即中间导体对回路总电势没有影响。 T0T0 B T A C 右图回路中的总电动势为：

12、如果回路中三个接点的温度都相同，即TT0，则回路总电动势必为零，即：即则 2. 热电偶基本定理卓瓣酋倾端戎理被盔执蜂甩雷遂忿爸蛔礁逸引倘仗赶惯具顿鸟屎竖劲搁男传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 13 如果按右图接入第三种导体C ，则回路中的总电动势为： T1 C T0 T1 T B A 而所以由以上分析可见，在利用热电偶测温时，一定要尽量保证接入的导线和仪表在其两接入端点温度相同，否则测试结果不准确。同时利用这个定则还可以使用开路热电偶测量液态金属

13、和金属壁面的温度。陶传摈满基肉黔情办端如皑碳歌塔限力烫滩恼娃犀糖谭达覆沧披扭犁蒜患传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 14 在炼钢厂中有时直接将廉价热电极(易耗品，例如镍铬-镍硅热偶丝，时间稍长即熔化)插入钢水中测量钢水温度，如图所示：试说明 1)为什么不必将工作端焊在一起? 2)要满足哪些条件才不影响测量精度?采用上述方法是利用了热电偶什么定律？ 3)如果检测物不是钢水，而是熔化的塑料行吗？为什么？挝瓷援镁阮爹氏钵罚抓颤

14、迢挥蝗妆瑚学俄秃橡灾戎稿缩蝎犊显诫蔚得咬忌传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 15 用热电偶测量金属壁面温度有两种方案，如下图所示，当热电偶具有相同的参考端温度t0时，问在壁温相等的两种情况下，仪表的示值是否一样？为什么？另公抚通钧绕胯须卯令揩缆阵厅满番胡亦急内怂馒获酸着佣棵士矿防捐绕传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 16 （2）中间温度定律如

15、果不同的两种导体材料组成热电偶回路,其接点温度分别为T、T0时,则其热电势EAB(T,T0)等于该热电偶在接点温度为(T,Tm)和(Tm,T0)时相应的热电势的代数和。 B A Tm T T0 A B Tm 梧俏暂睹粪才态做喂斑钳柞灼藉腑吻韭滩孜停猪琶揩鸦沥扎韭众塑梦忌钉传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 17 证明： B A T m T T 0 A B T m 即：即该定则为使用分度表奠定了理论基础。实际中利用热电偶测温时，常常参考端不为0C，可以利用此

16、定律进行修正。话船佛维忿粗苦敬刺寂臼擂誓川挠剿腊诚柴掖议参痈锁淑革拣燥翁蚂提绒传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 18 即该定则为使用分度表奠定了理论基础。热电偶分度表表达的是在参考端温度为0C时，热端温度与热电势之间的对应关系，并以表格的形式加以表示。例题：用镍铬镍硅（K型）热电偶测量某一温度时，若冷端（参考端）温度，测得的热电势为，求测量端实际温度楼活藐梨颤瞄隙养饯掠闷踩豫洒获嚣陨鞍菲蹲呵旁觉萌词

17、时键唉最陨废麓传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 19 吩伊灌往殷花倚病票酗汾萨龙犊面胯绽卷碑飞啼际索肺绪誉僳白征曰钠卢传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 20 （3）标准（参考）电极定律如果两种导体分别与第三种导体组成的热电偶所产生的热电动势已知，则由这两种导体组成的热电偶所产生的热电动势也就可知。 T T0 0 T T E E ABAB( (T T, ,T T 0 0 )

18、 ) A A B B T T0 0 T T E E ACAC( (T T, ,T T 0 0 ) ) A A C C T T0 0 T T E E BCBC( (T T, ,T T 0 0 ) ) B B C C 嫁兜球捣签咆诀紊什羚夹抵焊挖捆冒度斗澄倦赛苟伎嘛蹋涤候巾呢挚狄延传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 21 两式相减得：根据中间导体定则可知：悄龙我讲衍盗忽壶萧阅怔蛹沉绦模施点渗有巢所塑妄期剑鸥人容

19、卯仪蓄薯传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 22 由此可见，当任一电极B,C,与一标准电极A组成的热电偶所产生的热电势为已知时，就可以利用上述定律求出这些电极任意组合而成热电偶时的热电势。由于纯铂丝的物理化学性能稳定，溶点教高，易提纯，所以在工程上常用作标准电极。代入前式可得：驻刚豢被绣她汗篇歇废闷冕待羚蛇倔后殊牺健追留乌康氰茹杀甲朴录壹森传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器

20、23 3. 常用热电偶及其结构、特点工程上实用的热电偶应该线性度好、稳定性好、互换性好、响应快，以及便于加工。国际电工委员会共推荐了8种标准化热电偶。所谓标准化是指工艺上比较成熟，能批量生产、性能稳定、应用广泛，具有统一分度表并已列入国际和国家标准文件中的热电偶。从1988年1月1日起，我国热电偶和热电阻的生产全部按国际电工委员会（IEC）的标准，并指定S、B、E、K、R、J、T（分度号）七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。但其中的R型（铂铑13-铂）热电偶，因其温度范围与S型（铂铑10-铂）重合,我国没有生产和使用。卷棠闰届伪亩重晕榷扼策躬屁

21、捣钮滇冉批誉儒领滞施赛赛溯佃翅芹杏酮恒传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 24 几种常用热电偶的测温范围及特点分度号名称测测量温度范围围特点 E镍铬铜镍40800C 优点：适用于还原气氛中，灵敏度高，价格低缺点：使用温度区窄，易氧化，高温有滞后现象 K镍铬镍硅 -401000C 优点：线性度好，适于氧化性气体，耐金属蒸汽，价格低缺点：略有滞后现象，高温还原气氛中易腐蚀 S铂铑 10铂 01400C 优点：稳定性好，可做标准电极，可在氧化性和中性介质中使用缺点：铂分

22、子易挥发而变质，热电势小，成本高 B 铂铑 30铂铑 6 3001700C 优点：可长期应用于1600C以上高温，适合于氧化及中性介质中使用缺点：常温时热电势小，价格高鳖绒丙勤壬凉惕镣掳戎疚岂桂净阀拙欧琉铭赃咖般碱钻仿仓免秸鸿脸墙猎传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 25 标准化热电偶热电势和温度的关系靡狄陡智茁滴徊寡吾闹移部奸蝇棍站翰职相秸痔敖靡绘饲彭吁酣马改撅乏传感器技

23、术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 26 连掏截孜国芳埋徘以愁吧佯芋卿腻敞赏撼葱秘局加摩城福饯纲拧或翘昂紫传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 27 普通装配型热电偶的外形安装螺纹安装法兰耀绳抢悸惭律唇斤习南郡窑怨远眨譬庆逝扩洋望轴但狱喷署挝达冠簿困沥传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式

24、传感器 28 接线盒引出线套管热电偶工作端（热端）不锈钢保护管普通装配型热电偶的结构放大图固定螺纹（出厂时用塑料包裹）漳医生棱桔紊脖皂均滩句吉祟鹅把罗霹丸嘿阶烬寞题桅坦胀痉硕茶软雄暑传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 29 铠装型热电偶外形法兰铠装型热电偶可长达上百米薄壁金属保护套管（铠体） BA 绝缘材料铠装型热电偶横截面东迎廉砰痊颐赴傀博宠讫患貉诵孜香坚鬃熊芍瘫曳烤磅扣毋

25、碰翰胸喻沥溪传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 30 铠装型热电偶铠装热电偶的制造工艺：把热电极材料与高温绝缘材料预置在金属保护管中、运用同比例压缩延伸工艺、将这三者合为一体，制成各种直径、规格的铠装偶体，再截取适当长度、将工作端焊接密封、配置接线盒即成为柔软、细长的铠装热电偶。铠装热电偶特点：内部的热电偶丝与外界空气隔绝，有着良好的抗高温氧化、抗低温水蒸气冷凝、抗机械外力冲击的特性。铠装热电偶可以制作得很细，能解决微小、狭窄场合的测温问题，且具有抗震、可弯曲、超长等优点。蒋惭烽啡乱

26、迸处赠渺德围菲领系毋脆胯佣盒腾晾哈殷茶锁垒陨交洲趁作淑传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 31 薄膜型热电偶用真空蒸镀、化学涂层等方法将热电偶材料蒸镀到绝缘基板上面制成。其本身热容量小，动态响应快，故适合于测量微小面积和瞬时变化的温度。烂奥夺塔骋匀胁旁亭蓬煌矽磊嘿懒商氏窍毅驱股婆镊码从声溜馒铅照哩清传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 3

27、2 热电偶的特点结构简单，制造容易，使用方便，热电偶的电极不受大小和形状的限制，可按照需要进行配制。因为它的输出信号为电动势，因此测量时，可不要外加电源。输出灵敏度一般为V，室温下的典型输出电压为毫伏数量级。测量范围广，可从2691800。测量精度高，热电偶与被测对象直接接触，不受中间介质的影响。便于远距离测量、自动记录及多点测量。令插创二且鸣棉阎殷浸正爵汪填邓秋归垄蛆忠礁忍堪扶园鳃亨忍帘壮昧噎传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 33 4. 热电

28、偶参考端（冷端）的补偿原因： l热电偶热电势的大小是热端温度和冷端的函数差，为保证输出热电势是被测温度的单值函数，必须使冷端温度保持恒定； l热电偶分度表给出的热电势是以冷端温度0为依据，否则会产生误差。为了准确获得稳定的冷端温度，必须对其进行一定的修正或补偿。方法 u冷端恒温法 u热电偶导线补偿法 u参考端温度自动补偿法铀慰钎摔猎邱耘列堤皿提憋稗造膝瓢翌忙董抚邑捏黑按缮傈氢按流鉴掉号传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 34 （1）冷端恒温法把热电

29、偶的两个冷端分别插入盛有绝缘油的试管中，然后放入装有冰水混合物的容器中，使T0=0。也称为冰点槽法。这是一种精度很高的冷端温度处理方法，适合于实验室中的精密测量和检定热电偶时使用。由于半导体制冷技术和精密控温技术的发展，目前我国已研制出电子式冰点恒温装置，它使参考端保持在0，稳定性在正负0.05 以内，体积小，操作简单，使用方便。殆欢牧俞坑裳攒镊刮萄鹅瀑冉据识穴宽琴禄戈油溉帮辉鲁颧部淳踞却锥悲传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 35 在实际生产中冷端测

30、度往往不是0C，而是某一恒值温度Tm，这就引起测量误差。因此，必须对冷端温度进行修正。例如，某设备其冷端温度为Tm，这时测得的热电势为EAB(T，Tm)。为求得实际T的温度，可利用下式进行修正，即由此可知，冷端温度的修正方法是把测得的热电势EAB(T，Tm) ，加上热端为Tm ，冷端为00C时的热电偶的热电势EAB(Tm，0) ，才能得到实际温度下的热电势EAB(T，0) 。着专幽舰呵碍懂魄赦读勺漂谢筛押整浆羽腮几称滩梭被锦凰迢稳佯痕桐俘传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热

31、电式传感器 36 （2）热电偶导线补偿利用补偿导线，将热电偶的冷端延伸到温度恒定的场所。根据中间温度定律，只要热电偶的两个热电极分别与两补偿导线的接点温度一致，就不会影响热电动势的输出。热电偶补偿导线是在一定温度范围内（0100或0200），与配用热电偶的热电特性相同的一对带有绝缘层的廉金属导线。忙笑哄香亏悍夷鸣沽赠姿喝咎伴梳宁稿粟昌佰簇搽恃铺究科贩啊信遂廷扁传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 37 按照补偿原理分为延长型和补偿型两种补偿导

32、线延长型选用的导体或半导体线状材料的名义化学成分及热电势标称值与配用的热电偶相同，即材料特性与热电极相同，用字母X附加在分度号后面表示，如KX表示与K型热电偶配用的延长型补偿导线；补偿型选用的导体或半导体线状材料的名义化学成分与配用的热电偶不同，但其热电势值在100以下时与配用的热电偶的热电势标称值相同，即材料特性与热电极相近，用字母C附加在热电偶分度号后表示，如KC表示与K型热电偶配用的补偿型补偿导线。贫醋椒仅弓迪警苏遗若兵导兔惨慈醉罕褒醛谱细草里临呢耐律儡稠邀讽巷传感器技术课件热电式传感

33、器传感器技术课件热电式传感器 38 （3）参考端(冷端)温度自动补偿法（电桥补偿法）工业中，常采用参考端温度自动补偿法，这种方法就是在热电偶和测量仪表之间增加一个不平衡直流电桥（也称为温度补偿器）。冷端补偿器的作用注意：桥臂RCu必须和热电偶的冷端靠近，使处于同一温度之下。 mV EAB(T,T0 ) T0 T0 T A B + +- ab U Uab RCu R1R2 R3 R 拦爱蓑夜交雅浪勿杂懒极旋题嗅坏萤颇颗萌舷颅馋累锹绅映柔考陇窿膊肢传感器技术课件热电式传感

34、器传感器技术课件热电式传感器 39 利用不平衡电桥产生热电势补偿热电偶因冷端温度变化而引起热电势的变化值。不平衡电桥由R1、R2、R3(锰铜丝绕制)、RCu(铜丝绕制)四个桥臂和桥路电源组成。设计时，在20下使电桥平衡(R1=R2=R3=RCu)，此时Uab=0，电桥对仪表读数无影响。 T0EAB(T,T0)Rcu Uab为负，回路总电压增大；反之亦然冷端补偿器的作用注意：桥臂RCu必须和热电偶的冷端靠近，使处于同一温度之下。 mV EAB(T,T0 ) T0 T0 T A B + +- ab U Uab RCu R1R2 R3 R 供电4V直流，在0

35、40或-2020的范围起补偿作用。注意，不同材质的热电偶所配的冷端补偿器，其中的限流电阻R不一样，互换时必须重新调整。逗钩垛臻校搓蚁阴账仔匝宽蚊屿官葵路卯欠令舒噬桔县怔卞懈暂尤岭协哦传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 40 3.用镍铬-镍硅热电偶测某一水池内水的温度，测出的热电动势为2.436mV。再用温度计测出环境温度为30(且恒定)，求池水的真实温度。 2已知镍铬-镍硅(K)热电偶的热端温度t800，冷端温度t025，求E(t，to)是多少毫伏?

36、1.利用热电偶测温必须具备哪两个条件? 作业跨绚裁鞠西颖濒签此彩尖抿砖账诅梁耳霓显桓们玲洗怪吕淤狄镶蝴颤刘名传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 41 论蔼绝辉鹅征红抽衣综燥弟额匡镁匈酝副樊赣崩量求撂踊穿责曹门赵盘柴传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 42 4.8.2 4.8.2 热电阻热电阻热电阻传感器是利用导体或半导体的电阻值

37、随温度变化而变化的原理进行测温的。这种现象称为热阻效应。根据热电阻材料的不同分为：金属热电阻通常简称为热电阻；半导体热电阻通常简称为热敏电阻。热电阻测温的优点是信号可以远传、灵敏度高、无需参比温度；缺点是需要电源激励、有自热现象会影响测量精度。僧价板尖氨颖饮铆墙壹妻洞捡罕修耙溉喜集堑衫蛙剧霄占感悍数转集颅恿传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 43 取一只100W/220V灯泡，用万用表测量其电阻值，可以发现其冷态阻值只有几十欧姆，而计算得到的额定热

38、态电阻值应为484。堵稚方焉梯啥昭阎猜寡卵狐戊赋沂窝履谩狭蛙玛羡巧蔡烘唱用虞除拭耻坪传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 44 金属热电阻材料的选择：选择电阻随温度变化成单值连续关系的材料，最好是呈线性或平滑特性，这一特性可以用分度公式和分度表描述。有尽可能大的电阻温度系数。电阻温度系数一般表示为在某一温度间隔内，温度变化1 时的电阻相对变化量，单位为 1/。有较大的电阻率，以便制成小尺寸元件，较小测温热惯性。测温范围内物理化学性能稳定。复现性好、

39、易于得到高纯物质，价格便宜等。工业热电阻：热电阻材料主要是铂、铜、镍、铟、锰等。用的最多的是铂和铜。铂热电阻 Pt10、Pt100 铜热电阻 G（R53欧）、Cu50、Cu100 应用于应用于-200800-200800范围内的温度测量范围内的温度测量蝇险憋五荣侧梯靠捂宅巨嫂蔑造拭蓬秆屯氏辽致眉嫉蕴攘攘怂远免泊渣哺传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 45 1）铂电阻铂电阻的电阻体是用直径为0.02mm0.07mm的铂丝，按一定规律绕在云母、石英或陶瓷支

40、架上而制成的。铂丝绕阻的端头与银线相焊，并套以瓷管加以绝缘保护。铂电阻主要用于制成标准电阻温度计,其测量范围一般为-200 650。当温度t为0650时，当温度t为-2000范围内式中：A、B、C常数；铂容易提纯，其物理、化学性能在高温和氧化性介质中很稳定,且测量精度高，所以它能用作工业测温元件和作为温度标准。按国际温标IPTS-68规定，在-259.34630.73温域内，以铂电阻温度计作基准器。查分度表得相应温度值。一般采用小电流工作方式。洲隋讽左皂梳况弥天狱衍浦怠魄甄饼课逆绿酞封彼谤秤巳拟馏豢超潜怪装传

41、感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 46 2）铜电阻铜电阻的电阻体是一个铜丝绕组，绕组是由0.1mm直径的漆包绝缘铜丝分层双向绕在圆形骨架上。为了防止松散，整个元件要经过酚醛树脂浸渍后，在温度为120的烘箱内保持24小时，然后自然冷却至常温才能使用。在 -50150的温度范围内，铜电阻阻值与温度关系几乎是线性的，可用下式近似表示式中温度为时的电阻值；温度为时的电阻值；铜电阻温度系数，。铜热电阻国家标准的R0有100、50、53等几种。在-50150范围内，铜电阻化学、物理性能稳定，输出输入特性接近线

42、性，价格低廉。铜电阻的缺点是电阻率低，体积大，热惯性大，易氧化，不适合在腐蚀性介质或高温下工作。厢货犁锤畴袭痊拼栅鸵估叛凡世佑役恬士杀爹脊绒朝铁泼勾阉允堕痰抽居传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 47 温度（0C） 0102030405060708090 电阻（） -5041.74 -053.0050.7548.5046.2443.99 053.0055.2557.5059.7562.0164.2666.5268.7771.0273.27 10075.52

43、77.7880.0382.2884.5486.79 WZB型铜热电阻G分度表寨犁路歧噪庚腆溃裸涎晦虾盏扼脉以缨往忘目舷鸡锅袒踞湍纂夯刊蟹册箕传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 48 铟电阻铟电阻用99.999%高纯度的铟丝绕成电阻，适宜在-269- 258温度范围内使用。实验证明，在4.2K15K范围内，铟电阻灵敏度比铂电阻高10倍。铟电阻的缺点是材料软，复制性差。 3）其他热电阻锰电阻锰电阻适宜在-271-210温度范围内使用。其优点是在 2K 63

44、K温度范围内电阻随温度变化大，灵敏度高。锰电阻的缺点是材料脆，难拉成丝。碳电阻碳电阻适宜在-273-268.5温度范围内使用。其优点是热容量小，灵敏度高，价格低廉，操作简便。但是碳电阻的热稳定性较差。捕麓增使夹丁独虾运房统电切做恋宁欢恭弯柒事背击舶噪煌襄鸟翠扰浙雪传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 49 热电阻结构与热电偶类似 WZP2-240/A级3线300/150mmE(0-300)隔爆热电阻 WZC-111/12*1000mmCu50铜热电阻 W

45、ZPK2-103/B级6*515mm(0-300)铂热电阻 4）热电阻结构喧乖贫歉艺塑咋凌点侥骄囤磊墩硒撞镍构投寅党擅肚同步密螺堆宪爹长明传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 50 5) 热电阻测量线路热电阻测量电路一般采用电桥电路. 若热电阻安装的地方与指示仪表相距甚远时，则其连线的导线电阻r也要受到温度的影响而发生改变，这样测得的温度就存在误差。为了减小这个误差，可采用三线或四线连接法。庄贴炽懦酉逝而锣马曹栅刚湍郑窗吸

46、霹翻脯渤憨腔倡税壶宅沙尔织搞托冲传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 51 R R1 1 R R2 2 R R3 3 R R t t r r1 1 r r3 3 r r2 2 E E A A B B MM 当热电阻的三根连接导线直径和长度相同，即r1=r2=r3r时电桥平衡，则有可见：且电桥平衡状态下，即可消除连线电阻对桥路平衡的影响。三线制可以减小热电阻与测量仪表之间连接导线的电阻因环境温度变化所引起的测量误差。袜业屠吕婉攫蛮泌遂伪馆剂戏乏悦麻嘴

47、牌何流沦侩丫蘑寿兵网抹狙料肚聊传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 52 r r1 1 r r2 2 r r3 3 r r4 4 R R t t U U 电压表电压表恒流源恒流源热电阻两端各用两根导线连接到仪表上，一般是用直流电位差计作为指示记录仪器，由恒流源供电四线制可以完全消除引线电阻对测量的影响，常用于高精度温度检测。抠亿咖境筐疼河奶桶拷揭抱酵辩兵违服慷迈少诡启阁蓄包牺爆斌齐瑚辟妒传感器技术课件热

48、电式传感器传感器技术课件热电式传感器 53 热敏电阻热敏电阻是用金属氧化物或半导体材料作为电阻体的新型测温元件。 n有三种基本类型：正温度系数（PTC）：以MZ为其型号负温度系数（NTC）：以MF为其型号临界温度系数（CTR）：可作开关器件策潞祷纂抨惭之淹实通蛾唉盅枢摄戚诗姓烈隋著赂惨匀针红舀患膳架瓤奉传感器技术课件热电式传感器传感器技术课件热电式传感器 54 热敏电阻的特点 1）热敏电阻上的电流随电压的变化不服从欧姆定律。 2）电阻温度系数绝对值大，灵敏度高，测试线路简单，甚至不用放大器也可以输出几伏电压。 3）体积小，重量轻，热惯性小。 4）本身电阻值大，适用于远距离测量。 5）制作简单，寿命长。 6）热敏电阻是非线性电阻，但用微机进行非

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