熱電阻傳感器

1、4.6 熱電阻傳感器4.6.1 金屬熱電阻及其特性4.6.2 測(cè)量電路4.6.3 熱電阻應(yīng)用實(shí)例1熱電阻傳感器 利用電阻隨溫度變化的特性制成的傳感器稱熱電阻傳感器。熱電阻是基于電阻的熱效應(yīng)進(jìn)行溫度測(cè)量的，即電阻體的阻值隨溫度的變化而變化的特性。 在工業(yè)應(yīng)用中，熱電偶一般適用于測(cè)量500以上的較高溫度。對(duì)于500以下的中、低溫度，熱電偶輸出的熱電勢(shì)很小，這對(duì)二次儀表的放大器、抗干擾措施等的要求就很高，否則難以實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量；而且，在較低的溫度區(qū)域，冷端溫度的變化所引起的相對(duì)誤差也非常突出。測(cè)量中、低溫度，一般使用熱電阻溫度測(cè)量儀表較為合適。2熱電阻傳感器的分類熱電阻傳感器按其制造材料來分，可分為金

2、屬熱電阻及半導(dǎo)體熱電阻兩大類；按其結(jié)構(gòu)來分，有普通型熱電阻、鎧裝熱電阻及薄膜熱電阻；按其用途來分，有工業(yè)用熱電阻、精密的和標(biāo)準(zhǔn)的熱電阻。 熱電阻傳感器主要用于對(duì)溫度和溫度有關(guān)的參量（如壓力、流速）進(jìn)行測(cè)量。4.6.1 金屬熱電阻及其特性3在0850范圍內(nèi)，鉑電阻的電阻值與溫度的關(guān)系為 在2000范圍內(nèi)為： 式中 R0、Rt溫度為0及t時(shí)的鉑電阻的電阻值； A、B、C常數(shù)值，其中： A=3.9684710-3-1或3.9485110-3-1 B=5.84710-7-2或5.85110-7-2 C=4.2210-12-4或4.0410-12-4Rt=R0（1+At+Bt2）Rt=R01+At+Bt

3、2+C(t-100) t3 4.6.1 金屬熱電阻及其特性-鉑電阻4鉑電阻的純度鉑電阻的純度以R100/R0表示，R100表示在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水沸點(diǎn)時(shí)的鉑的電阻值。國際溫標(biāo)規(guī)定，作為基準(zhǔn)器的鉑電阻，其R100/R0不得小于1.3925。我國工業(yè)用鉑電阻分度號(hào)為BA1、BA2，其R100/R0=1.391。用途：鋼鐵、地質(zhì)、石油、化工等生產(chǎn)工藝流程,各種食品加工、空調(diào)設(shè)備及冷凍庫、恒溫槽等的溫度檢測(cè)與控制中。5熱電阻分度表如何根據(jù)已知熱電阻的電阻值，得出熱電阻感應(yīng)到的溫度?分度表查詢（由于熱電阻的非線性）P356（Pt100）Rt315.20，對(duì)應(yīng)的溫度是？（Pt100）T605目前，我國常用的工

4、業(yè)鉑電阻有：分度號(hào)Pt46，R046.00 ；分度號(hào)Pt100，R0100.00；標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻或?qū)嶒?yàn)室用鉑電阻的 為10.00或30.00。由于鉑電阻具有精度高、穩(wěn)定性好、性能可靠和復(fù)現(xiàn)性好等特點(diǎn)，國際溫標(biāo)規(guī)定，從-259.34630.74溫域內(nèi)以鉑電阻溫度計(jì)作為基準(zhǔn)器制定其它溫度標(biāo)準(zhǔn)。6銅電阻溫度傳感器P358（Cu50）Rt71.40，對(duì)應(yīng)溫度是？（Cu50）T100鎳電阻溫度傳感器 由于鎳熱電阻溫度系數(shù)較大，故其靈敏度高。我國雖已定其為標(biāo)準(zhǔn)化熱電阻，但還未制定出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化分度表，故目前多用于溫度變化范圍小，靈敏度要求高的場(chǎng)合，如精密恒溫等。74.6.2 測(cè)量電路熱電阻將溫度的變化轉(zhuǎn)換成電

5、阻的變化量，常用平衡電橋或不平衡作為其測(cè)量電路。為了減小熱電阻的引線電阻和引線電阻隨溫度的變化而變化引起的測(cè)量誤差，工業(yè)測(cè)量用熱電阻用三線制接入橋路，見圖4-87a。為了減小熱電阻的引線電阻及引電阻隨減度變化而變化和由于接觸電阻及接觸電勢(shì)引起的測(cè)量誤差，在實(shí)驗(yàn)室精密測(cè)量時(shí)，熱電阻用四線制接入測(cè)量電路，見圖4-87b。圖4-87 熱電阻測(cè)量電路a）三線制接入橋路 b）四線制測(cè)量電路 8例4-13 在較窄溫域內(nèi)鉑電阻與溫度關(guān)系可視為線性 。Pt100的R0=100，=0.00394/。圖4-88是鉑電阻二線制接入橋路，已知R1=R2=1000，R3=100，引線電阻r=5，被測(cè)溫度t=300。求二

6、線制接法引起的測(cè)量誤差。解：t=300時(shí)，熱電阻的阻值為：按圖4-87a三線制接法，引線電阻不會(huì)引起誤差，（RP=0）其輸出電壓為： 圖4-88 熱電阻兩線制接入橋路9按圖4-88二線制接法，輸出電壓為： 因此引起的相對(duì)誤差為：由此可見，兩線制接法引線電阻引起的誤差是相當(dāng)大的。使用時(shí)必須引起足夠重視。104.6.3 熱電阻應(yīng)用實(shí)例 熱電阻傳感器主要用于測(cè)量溫度以及與溫度有關(guān)的物理量，例如，壓力（真空度）、流量、氣體和液體的成分分析等。此外，可作溫度補(bǔ)償、過負(fù)荷保護(hù)、火災(zāi)報(bào)警以及溫度控制等。其應(yīng)用是十分廣泛的。但是，熱電阻的特性是非線性的，利用熱電阻測(cè)溫時(shí)，必須進(jìn)行線性化，線性化方法很多，詳見第6章。這里介紹兩種簡易的線性化方法。11利用橋路線性化的數(shù)字測(cè)溫儀圖4-89 線性化橋路圖 4-90 具有線性化橋路的數(shù)字測(cè)溫儀12利用運(yùn)放進(jìn)行非線性校正的數(shù)字測(cè)溫和控制儀圖4-91