熱電阻溫度傳感器

1、關(guān)于熱電阻溫度傳感器第一張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月熱電阻第二張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月2.3.1金屬熱電阻熱電阻熱電阻電阻體（最主要部分）絕緣套管接線盒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，且價格便宜。使用最廣泛的熱電阻材料是鉑和銅第三張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1. 常用熱電阻 鉑熱電阻主要作為標(biāo)準(zhǔn)電阻溫度計，廣泛應(yīng)用于溫度基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)的傳遞。 銅熱電阻測量精

2、度要求不高且溫度較低的場合，測量范圍一般為50150。 第四張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月其中，Rt：溫度為 t 時的電阻；R0 ：溫度為 0 時的電阻；A：常數(shù)， 3.940 10-2 -1 B：常數(shù)， -5.84 10-7 -2C： 常數(shù)， -4.22 10-12 -4 鉑熱電阻 目前最好材料第五張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 長時間穩(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。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

3、）1.3930，工業(yè)用鉑電阻的純度W（100）為1.3871.390。 第六張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第七張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月國內(nèi)統(tǒng)一設(shè)計的工業(yè)用標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻，W（100）1.391，R0分為50和100兩種，分度號分別為 Pt50 和 Pt100其分度表（給出阻值和溫度的關(guān)系） 第八張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第九張，PPT共五十二頁，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：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，價格便宜，復(fù)制性能好。缺 點：易于氧化，一般只用于150

4、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。第十張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月模型1：其中，A、B、C為常數(shù)：A = 4.28899 10-3 / B = -2.133 10-7 /2 C = 1.233 10-9 /3-50 150 精確計算時第十一張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月簡便計算，常用二項式計算其中，Rt、R0 溫度為 t 和 t 0時的電阻； 溫度為 t 0 時的溫度系數(shù)。模型2：第十二張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月幾種常用金屬熱電阻材料參數(shù)材料溫度系數(shù)（1/）比電阻（ mm2/m ）溫度范圍（

5、）特 性鉑3.9210-30.0981-200 +650近線性銅4.2510-30.0170-50 +150線性鐵6.5010-30.0910-50 +150非線性鐵6.6010-30.1210-50 +100非線性第十三張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月國際溫標(biāo)IPTS-68規(guī)定：在 259.34 630.74 內(nèi)， 以鉑電阻作為溫度基準(zhǔn)器 優(yōu)點：（1）易提純； （2）在高溫和氧化性介質(zhì)中性能穩(wěn)定； （3）輸出近線性； （4）測量精度高。分度表 R0 = 50 和 100 時的 Rt t 關(guān)系第十四張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月優(yōu) 點（1）易提純；（2）物理、化學(xué)特性穩(wěn)定

6、；（3）輸出近線性；（4）價格低廉。缺 點（1）電阻率低；（2）體積較大，熱慣性較大；（3）溫度高于100易氧化。第十五張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月3、其它熱電阻 低溫、超低溫材料溫度范圍優(yōu) 點缺點銦電阻室溫 4.3K4.2 15K，靈敏度是鉑的10倍。材料軟，重復(fù)性差。錳電阻63 2K（-271 -210 ）靈敏度高材料脆，難拉成絲。碳電阻-273 -268.5液氦溫域價格低廉，對磁場不敏感。熱穩(wěn)定差第十六張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月兩線制指示儀表rrRt三、熱電阻傳感器的測量電路生產(chǎn)現(xiàn)場控制室第十七張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月兩線制第十八張，PPT

7、共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月電橋平衡時：若保證 Ra = Rb，則有：可見 r1，r2 對測量結(jié)果的影響較大第十九張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1、三線制第二十張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月電橋平衡時：若保證 Ra = Rb，則有：r1，r2 的影響有了一定的減小第二十一張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十二張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月電橋平衡時：若保證 Ra = Rb，則有：r1，r3 的影響減小得更小。第二十三張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（1）不受其它條件約束；（2）恒流源 I 穩(wěn)定。電位差計2、四線制第二十四張，PPT共

8、五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十五張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月四、熱電阻應(yīng)用舉例例1：測量真空度I恒溫容器被測介質(zhì)玻璃管鉑電阻絲第二十六張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 第 i 種氣體的導(dǎo)熱系數(shù) 第 i 種氣體的百分含量 已知 可測量 可求出A 參考室 工作室例2：氣體成分分析儀第二十七張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月2.3.2 半導(dǎo)體熱敏電阻傳感器第二十八張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十九張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月一、熱敏電阻的結(jié)構(gòu)和特點玻璃殼熱敏電阻引線（a）珠狀 （b）片狀 （c）桿狀 （d）墊圈狀金屬氧化物：鈷Co、

9、錳Mn、鎳Ni 等的氧化物采用不同比例配方、高溫?zé)Y(jié)而成。優(yōu)點：（1）結(jié)構(gòu)簡單、體積小、可測點溫度； （2）電阻溫度系數(shù)大，靈敏度高（10倍）； （3）電阻率高、熱慣性小、適宜動態(tài)測量。第三十張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月參 數(shù)單 位定 義標(biāo)稱阻值RH（冷電阻）(250.2)時測得的阻值。溫度系數(shù)t1/20 時的電阻溫度系數(shù)。散熱系數(shù)H（耗散系數(shù)）W/自身發(fā)熱使溫度比環(huán)境溫度高出1 所需要的功率。時間常數(shù)秒（s）從溫度t0的介質(zhì)移入溫度為t的介質(zhì)中，溫度升高t = 0.632(t-t0) 所需時間。熱敏電阻的主要參數(shù)第三十一張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月用途標(biāo)準(zhǔn)阻值25

10、（k）額定功率（W）時間常數(shù)（s）耗散系數(shù)（mW/）溫度補償0.01 150.55溫度補償0.82 3000.254溫度補償10 10000.5 1157 7.6測控溫6.8 10000.4 207 7.6測控溫3 1000.03 0.57 7.6第三十二張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月二、熱敏電阻的溫度特性負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻：NTC 正溫度系數(shù)熱敏電阻：PTC 臨界溫度系數(shù)熱敏電阻：CRT 第三十三張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月試驗求A、B：1、NTC的 R-T 特性第三十四張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 0 （273.15K） 0 時的阻值TR第三十五張，

11、PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月電流較?。壕€性，歐姆定律電流增加：阻值減小、非線性電流較大：阻值減小超過電流增加2、NTC的伏安特性第三十六張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月3、NTC的溫度系數(shù)T低溫段比高溫段靈敏靈敏度比金屬熱電阻高（10倍）IU第三十七張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月電阻網(wǎng)絡(luò)（線性化網(wǎng)絡(luò)）：精密電阻與熱敏電阻串、并聯(lián)三、NTC的線性化處理A第三十八張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1、串聯(lián)法ATR第三十九張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月2、并聯(lián)法TR第四十張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月四、應(yīng)用舉例第四十一張，PPT共五十

12、二頁，創(chuàng)作于2022年6月例1：測流速A 熱敏電阻 平衡電阻電橋平衡電橋失衡第四十二張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月例2：熱電式繼電器JT正常：Rt 較大、BG不導(dǎo)通、 J 不吸合T升高：Rt 減小、BG導(dǎo)通、 J 吸合應(yīng)用：電機過熱保護第四十三張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月鉑測溫電阻傳感器 鉑測溫電阻缺點：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)一步擴大。主要應(yīng)用：鋼鐵、石油化工的各種工藝過程；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

13、四十四張，PPT共五十二頁，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）真空度測量方法對環(huán)境溫度變化比較敏感， 實際應(yīng)用中有恒溫或溫度補償裝置。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)流速變化第四十五張，PPT共五十二頁，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 溫度補償 流量測量第四十六張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 溫度測量 熱敏電阻點溫計 第四十七張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 溫度控制簡易溫度控制器 第四十八張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 溫度補償儀表中的電阻溫度補償電路 金屬一般