冰箱溫度檢測熱電阻熱敏電阻

1、關(guān)于冰箱溫度的檢測熱電阻熱敏電阻第一張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月任務(wù)要求在家用電器中，大量設(shè)備如電冰箱、電飯煲、熱水器、電熨斗、洗衣機(jī)等，都要對(duì)溫度進(jìn)行測量?，F(xiàn)在的冰箱要求保險(xiǎn)功能越來越精確，對(duì)溫度控制要求也更高，這就要求我們對(duì)溫度進(jìn)行檢測，這里的溫度傳感器要求體積小、重量輕，價(jià)格低，可以選用熱電阻或熱敏電阻作為測溫傳感器。第二張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月7/19/202221.1 熱電阻式傳感器1.1.1 金屬熱電阻1.1.2 半導(dǎo)體熱敏電阻1.1.3 熱電阻式傳感器的應(yīng)用 基于導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度而變化的特性。優(yōu)點(diǎn)：信號(hào)可以遠(yuǎn)傳、靈敏度高、無參比溫度。金屬

2、熱電阻穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確度高，可作為基準(zhǔn)儀表。缺點(diǎn)：電源激勵(lì)、自熱現(xiàn)象，影響精度。第三張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月1.1.1 金屬熱電阻作為熱電阻的材料要求：電阻溫度系數(shù)要大，以提高熱電阻的靈敏度；電阻率盡可能大，以便減小電阻體尺寸；熱容量要小，以便提高熱電阻的響應(yīng)速度；在測量范圍內(nèi)，應(yīng)具有穩(wěn)定的物理和化學(xué)性能；電阻與溫度的關(guān)系最好接近于線性；應(yīng)有良好的可加工性，且價(jià)格便宜。熱電阻電阻體（最主要部分）絕緣套管接線盒使用最廣泛的熱電阻材料是鉑和銅第四張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月1. 常用熱電阻(P22頁)鉑熱電阻主要作為標(biāo)準(zhǔn)電阻溫度計(jì)，廣泛應(yīng)用于溫度基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)的傳遞。銅熱

3、電阻測量精度要求不高且溫度較低的場合，測量范圍一般為50150。 第五張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 鉑熱電阻 目前最好材料長時(shí)間穩(wěn)定的復(fù)現(xiàn)性可達(dá)10-4 K ，是目前測溫復(fù)現(xiàn)性最好的一種溫度計(jì)。鉑電阻的精度與鉑的提純程度有關(guān) 百度電阻比 W（100）越高，表示鉑絲純度越高，國際實(shí)用溫標(biāo)規(guī)定，作為基準(zhǔn)器的鉑電阻，W（100）1.3925目前技術(shù)水平已達(dá)到W（100）1.3930，相當(dāng)于99.9995%工業(yè)用鉑電阻的純度W（100）為1.3871.390。 第六張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 鉑絲的電阻值與溫度之間的關(guān)系，即特性方程如下:當(dāng)溫度 t 在0 t 650時(shí)：

4、國內(nèi)統(tǒng)一設(shè)計(jì)的工業(yè)用標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻，W（100）1.391，R0分為10和100兩種，分度號(hào)分別為Pt10和Pt100，并給出其分度表（給出阻值和溫度的關(guān)系） 當(dāng)溫度t 在200 t 0時(shí)：第七張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 銅熱電阻應(yīng)用：測量精度要求不高且溫度較低的場合測量范圍：50150優(yōu)點(diǎn)：溫度范圍內(nèi)線性關(guān)系好，靈敏度比鉑電阻高，容易提純、加工，價(jià)格便宜，復(fù)制性能好。缺點(diǎn)：易于氧化，一般只用于150以下的低溫測量和沒有水分及無侵蝕性介質(zhì)的溫度測量。與鉑相比，銅的電阻率低，所以銅電阻的體積較大。第八張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月銅電阻的阻值與溫度之間的關(guān)系為工業(yè)上使用的

5、標(biāo)準(zhǔn)化銅熱電阻的R0按國內(nèi)統(tǒng)一設(shè)計(jì)取50和100兩種，分度號(hào)分別為Cu50和Cu100，相應(yīng)的分度表可查閱相關(guān)資料。 A、B、C為常數(shù)，常取A(4.254.28)10-3/. 銅熱電阻第九張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月P23頁 第三種電阻鎳熱電阻應(yīng)用：測溫范圍，-100+300。優(yōu)點(diǎn)：電阻溫度系數(shù)高，電阻率大。缺點(diǎn)：易于氧化，化學(xué)穩(wěn)定性差，不易提純， 復(fù)制性差，非線性大，目前應(yīng)用不多。第十張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 熱電阻的結(jié)構(gòu)普通工業(yè)用熱電阻式溫度傳感器第十一張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月熱電阻的結(jié)構(gòu)電阻絲采用無感繞法（兩線圈電流流向相反，電感互相

6、抵消）繞在絕緣支架上，圖b所示。1電阻體；2瓷絕緣套管；3不銹鋼套管；4安裝固定件；5引線口；6接線盒；7芯柱；8電阻絲；9保護(hù)膜；10引線端第十二張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月熱電阻結(jié)構(gòu)第十三張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月小型鉑熱電阻第十四張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月汽車用水溫傳感器及水溫表銅熱電阻請(qǐng)看汽車水溫傳感器視頻第十五張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月3 半導(dǎo)體熱敏電阻（P24）利用半導(dǎo)體的電阻值隨溫度顯著變化的特性制成由金屬氧化物和化合物按不同的配方比例燒結(jié)優(yōu) 點(diǎn)：熱敏電阻的溫度系數(shù)比金屬大（49倍） 電阻率大，體積小，熱慣性小，適于測

7、量點(diǎn)溫、表面溫度及快速變化的溫度。 結(jié)構(gòu)簡單、機(jī)械性能好。缺點(diǎn)：線性度較差，復(fù)現(xiàn)性和互換性較差。第十六張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月1. 熱敏電阻特點(diǎn)與類型正溫度系數(shù)(PTC)負(fù)溫度系數(shù)(NTC) 臨界溫度系數(shù)(CTR)熱敏電阻典型特性 第十七張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 PTC熱敏電阻正溫度系數(shù) 鈦酸鋇摻合稀土元素?zé)Y(jié)而成 用途： 各種電器設(shè)備的過熱保護(hù)， 發(fā)熱源的定溫控制，限流元件。 CTR熱敏電阻臨界溫度系數(shù) 以三氧化二釩與鋇、硅等氧化物，在磷、硅氧化物在弱還原氣氛中混合燒結(jié)而成。在某個(gè)溫度上電阻值急劇變化,具有開關(guān)特性。 用途：溫度開關(guān) 熱敏電阻分類第十八張，

8、PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月熱敏電阻分類NTC熱敏電阻很高的負(fù)電阻溫度系數(shù) 主要由Mn、Co、Ni、Fe、Cu等過渡金屬氧化物 混合燒結(jié)而成，改變混合物的成分和配比就可以獲得測溫范圍、阻值及溫度系數(shù)不同的NTC熱敏電阻。 應(yīng)用：點(diǎn)溫、表面溫度、溫差、溫場等測量 自動(dòng)控制及電子線路的熱補(bǔ)償線路第十九張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 熱敏電阻的結(jié)構(gòu)構(gòu)成：熱敏探頭、引線、殼體二端和三端器件： 為直熱式，即熱敏電阻直接由連接的電路獲得功率；四端器件：旁熱式體積達(dá)到小型化與超小型化。第二十張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月熱敏電阻的結(jié)構(gòu)形式 第二十一張，PPT共五十五頁，

9、創(chuàng)作于2022年6月熱敏電阻外形 MF12型 NTC熱敏電阻聚脂塑料封裝熱敏電阻第二十二張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月其他形式的熱敏電阻 玻璃封裝NTC熱敏電阻MF58 型熱敏電阻第二十三張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月其他形式的熱敏電阻 帶安裝孔的熱敏電阻大功率PTC熱敏電阻第二十四張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月其他形式的熱敏電阻 貼片式NTC熱敏電阻第二十五張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月其他形式的熱敏電阻 MF58型（珠形）高精度負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻MF5A-3型熱敏電阻第二十六張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月非標(biāo)熱敏電阻第二十七張，P

10、PT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月3. 熱敏電阻的主要特性 溫度特性NTC型熱敏電阻，在較小的溫度范圍內(nèi)，電阻-溫度特性 式中 RT , R0熱敏電阻在絕對(duì)溫度T，T0時(shí)的阻值( )； T0, T 介質(zhì)的起始溫度和變化溫度（K）； t0 , t 介質(zhì)的起始溫度和變化溫度（）； B 熱敏電阻材料常數(shù)，一般為20006000K， 其大小取決于熱敏電阻的材料。第二十八張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月若已知兩個(gè)電阻值以及相應(yīng)的溫度值，就可求得B值。一般取20和100時(shí)的電阻R20 和R100計(jì)算B值，即將T=373K，T0=293K代入上式，則將B值及R0=R20 代入式就確定了熱敏電阻的

11、溫度特性: 第二十九張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 B和值是表征熱敏電阻材料性能的兩個(gè)重要參數(shù)，熱敏電阻的電阻溫度系數(shù)比金屬絲的電阻溫度系數(shù)高很多，所以它的靈敏度很高。熱敏電阻的電阻溫度系數(shù) 熱敏電阻在其本身溫度變化1時(shí)，電阻值的相對(duì)變化量第三十張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 伏安特性在穩(wěn)態(tài)情況下，通過熱敏電阻的電流I與其兩端的電壓U之間的關(guān)系。當(dāng)流過熱敏電阻的電流很小時(shí):不足以使之加熱。電阻值只決定于環(huán)境溫度，伏安特性是直線，遵循歐姆定律。主要用來測溫。當(dāng)電流增大到一定值時(shí)：流過熱敏電阻的電流使之加熱，本身溫度升高，出現(xiàn)負(fù)阻特性。因電阻減小，即使電流增大，端電壓反而下

12、降。其所能升高的溫度與環(huán)境條件(周圍介質(zhì)溫度及散熱條件)有關(guān)。當(dāng)電流和周圍介質(zhì)溫度一定時(shí)，熱敏電阻的電阻值取決于介質(zhì)的流速、流量、密度等散熱條件?？捎盟鼇頊y量流體速度和介質(zhì)密度。第三十一張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月4. 熱敏電阻的主要參數(shù) 標(biāo)稱電阻值RH : 在環(huán)境溫度為250.2時(shí)測得的電阻值，又稱冷電阻。其大小取決于熱敏電阻的材料和幾何尺寸。 材料常數(shù)B(K)：描述材料特性的一個(gè)常數(shù)，取決于熱敏電阻材料的激活能力，值大，靈敏度高。(3)電阻溫度系數(shù)：指溫度升高1時(shí)，電阻值的相對(duì)變化量。電阻率越高，溫度系數(shù)也越大。(4)耗散系數(shù)H 指熱敏電阻的溫度與周圍介質(zhì)的溫度相差1時(shí)熱敏電

13、阻所耗散的功率，單位為mW /；(5) 熱容量C 熱敏電阻的溫度變化1所需吸收或釋放的熱量，單位為J；第三十二張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月(6) 能量靈敏度G （W）使熱敏電阻的阻值變化1所需耗散的功率。(7) 時(shí)間常數(shù) 溫度為T0的熱敏電阻突然置于溫度為T 的介質(zhì)中，熱敏電阻的溫度增量T= 0.63 (TT0) 時(shí)所需的時(shí)間。 (8) 額定功率PE 在標(biāo)準(zhǔn)壓力（750mmHg）和規(guī)定的最高環(huán)境溫度下，熱敏電阻長期連續(xù)使用所允許的耗散功率，單位為W。在實(shí)際使用時(shí)，熱敏電阻所消耗的功率不得超過額定功率。 第三十三張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月5. 熱敏電阻的線性化 NT

14、C的幾種組合電路及其熱電特性 熱敏電阻的電阻-溫度特性呈指數(shù)關(guān)系，有較大非線性，一般處理方法是與溫度系數(shù)小的電阻進(jìn)行串并聯(lián)，使其等效電阻在一定溫度范圍內(nèi)是線性的。第三十四張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月1.1.3 熱電阻式傳感器的應(yīng)用1 金屬熱電阻傳感器 200+500范圍的溫度測量 特點(diǎn)：精度高、適于測低溫。2 半導(dǎo)體熱敏電阻傳感器應(yīng)用范圍很廣，可在宇宙航船、醫(yī)學(xué)、工業(yè)及家用電器等方面用作測溫、控溫、溫度補(bǔ)償、流速測量、液面指示等。 第三十五張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月1. 金屬熱電阻傳感器(P26頁)工業(yè)廣泛使用，200+500范圍溫度測量。在特殊情況下，測量的低溫

15、端可達(dá)3.4K，甚至更低，1K左右。高溫端可測到1000。溫度測量的特點(diǎn)：精度高、適于測低溫。傳感器的測量電路：經(jīng)常使用電橋，精度較高的是自動(dòng)電橋。為消除由于連接導(dǎo)線電阻隨環(huán)境溫度變化而造成的測量誤差，常采用三線制和四線制連接法。第三十六張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月兩線制這種引線方式簡單、費(fèi)用低，但是引線電阻以及引線電阻的變化會(huì)帶來附加誤差。兩線制適于引線不長、測溫精度要求較低的場合。2r/R10-3時(shí)，誤差才可忽略第三十七張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月三線制 熱電阻測溫電橋的三線制接法 工業(yè)用熱電阻一般采用三線制，消除引線電阻影響，提高測量精度G檢流計(jì)，R1 ，R2

16、 ，R3固定電阻，R a零位調(diào)節(jié)電阻， R t 熱電阻第三十八張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月四線制接法 熱電阻測溫電橋的四線制接法 精密測量中，采用四線制接法 ，有效消除線路寄生電勢。調(diào)零電位器第三十九張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月四線制實(shí)驗(yàn)室用，高精度測量四根導(dǎo)線引到現(xiàn)場溫度計(jì)。當(dāng)壓表測量電流很小時(shí)，可完全消除引線電阻影響。 恒流源供電第四十張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月鉑測溫電阻傳感器 鉑測溫電阻缺點(diǎn)：響應(yīng)速度慢、容易破損、 難于測定狹窄位置的溫度?，F(xiàn)逐漸使用能大幅度改善上述缺點(diǎn)的極細(xì)型鎧裝鉑測溫電阻，因而使應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。主要應(yīng)用：鋼鐵、石油化工的

17、各種工藝過程；纖維等工業(yè)的熱處理工藝；食品工業(yè)的各種自動(dòng)裝置；空調(diào)、冷凍冷藏工業(yè)；宇航和航空、物化設(shè)備及恒溫槽 。第四十一張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月金屬絲熱電阻作為氣體傳感器的應(yīng)用 1連通玻璃管 2流通玻璃管 3鉑絲 （a）真空度測量方法對(duì)環(huán)境溫度變化比較敏感， 實(shí)際應(yīng)用中有恒溫或溫度補(bǔ)償裝置。可測到133.32210-5Pa。（b）可檢測管內(nèi)氣體介質(zhì)成分比例變化、熱風(fēng)流速變化第四十二張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 半導(dǎo)體熱敏電阻傳感器 溫度測量 溫度控制 溫度補(bǔ)償 流量測量第四十三張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 溫度測量 開關(guān)S旋到1處接通校正電路

18、，調(diào)節(jié)R6使顯示儀表的指針轉(zhuǎn)至測量上限，用以消除由于電源E電壓變化產(chǎn)生的誤差。當(dāng)熱敏電阻感溫元件插入被測介質(zhì)后，再將切換開關(guān)旋到2處，接通測量電路，這時(shí)顯示儀表的示值即為被測介質(zhì)的溫度值。 熱敏電阻點(diǎn)溫計(jì)第四十四張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 溫度控制（P26頁）詳講簡易溫度控制器 由VR設(shè)定動(dòng)作溫度。如下：實(shí)際溫度低時(shí)， R t 大，VT1的be之間電壓大于導(dǎo)通電壓，VT1導(dǎo)通，相繼VT2也導(dǎo)通，繼電器吸合，電熱絲加熱。當(dāng)實(shí)際溫度達(dá)到要求控制的溫度時(shí)，由于R t（NTC型）的阻值降低，使VTl的be電壓過低 ( 0.6V) , VTl截止，相繼VT2截止，繼電器斷開，電熱絲斷電而

19、停止加熱。這樣便達(dá)到控制溫度的目的。加熱指示燈第四十五張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 溫度補(bǔ)償儀表中的電阻溫度補(bǔ)償電路 金屬一般具有正的溫度系數(shù)，采用負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻進(jìn)行補(bǔ)償，可以抵消由于溫度變化所產(chǎn)生的誤差 改善溫度系數(shù)非線性第四十六張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月(4) 流量測量熱式質(zhì)量流量計(jì)原理：流體中熱傳遞與熱轉(zhuǎn)移與流體質(zhì)量的關(guān)系。利用外熱源對(duì)被測流體加熱，測量因流體流動(dòng)造成的溫度場變化，從而測得流體的質(zhì)量流量。流量方程式：采用恒定功率法，測量溫差T可以求出質(zhì)量流量。若采用恒定溫差法，求出輸入功率P就可求出質(zhì)量流量。第四十七張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月非接觸式對(duì)稱結(jié)構(gòu)的熱式流量計(jì)示意1鎳管；(導(dǎo)熱性能好)2加熱線圈；3測溫線圈（電阻）；4調(diào)零電阻；5電表原理：加熱器、測溫電阻安裝在小口徑金屬管壁外，兩個(gè)測溫電阻接電橋輸出。管內(nèi)流體靜止時(shí)，調(diào)節(jié)電橋平衡。當(dāng)有流體流過時(shí)形成變化溫度場，測溫電阻變化，電橋不平衡電壓輸出，正比于溫差T，由此測出質(zhì)量。應(yīng)用：熱式流量計(jì)適用于微小流量測量。需測大流量時(shí)，要作分流。結(jié)構(gòu)簡單，壓力