熱敏電阻的分類課件

第五章熱電式傳感器第一節(jié)熱電偶傳感器第二節(jié)熱敏電阻傳感器第三節(jié)PN結(jié)溫度傳感器第四節(jié)熱電式溫度傳感器應(yīng)用第五章熱電式傳感器第一節(jié)熱電偶傳感器第二節(jié)熱敏電阻傳感接觸式溫度傳感器的特點：傳感器直接與被測物體接觸進(jìn)行溫度測量，由于被測物體的熱量傳遞給傳感器，降低了被測物體溫度，特別是被測物體熱容量較小時，測量精度較低。因此采用這種方式要測得物體的真實溫度的前提條件是被測物體的熱容量要足夠大。非接觸式溫度傳感器主要是利用被測物體熱輻射而發(fā)出紅外線，從而測量物體的溫度，可進(jìn)行遙測。其制造成本較高，測量精度卻較低。優(yōu)點是：不從被測物體上吸收熱量；不會干擾被測對象的溫度場；連續(xù)測量不會產(chǎn)生消耗；反應(yīng)快等。溫度傳感器的種類及特點接觸式溫度傳感器的特點：傳感器直接與被測物體接觸進(jìn)行溫度測量1．常用熱電阻范圍：-260～＋850℃；精度：0.001℃。改進(jìn)后可連續(xù)工作2000h，失效率小于1％，使用期為10年。2．管纜熱電阻

測溫范圍為-20～＋500℃，最高上限為1000℃，精度為0.5級。（－）接觸式溫度傳感器3．陶瓷熱電阻測量范圍為–200～+500℃，精度為0.3、0.15級。4．超低溫?zé)犭娮鑳煞N碳電阻，可分別測量–268.8～253℃-272.9～272.99℃的溫度。5．熱敏電阻器適于在高靈敏度的微小溫度測量場合使用。經(jīng)濟性好、價格便宜。1．常用熱電阻（－）接觸式溫度傳感器3．陶瓷熱電阻測l．輻射高溫計用來測量1000℃以上高溫。分四種：光學(xué)高溫計、比色高溫計、輻射高溫計和光電高溫計。2．光譜高溫計前蘇聯(lián)研制的YCI—I型自動測溫通用光譜高溫計,其測量范圍為400～6000℃,它是采用電子化自動跟蹤系統(tǒng),保證有足夠準(zhǔn)確的精度進(jìn)行自動測量。

（二）非接觸式溫度傳感器3．超聲波溫度傳感器特點是響應(yīng)快(約為10ms左右)，方向性強。目前國外有可測到5000℉的產(chǎn)品。4．激光溫度傳感器適用于遠(yuǎn)程和特殊環(huán)境下的溫度測量。如NBS公司用氦氖激光源的激光做光反射計可測很高的溫度，精度為1％。美國麻省理工學(xué)院正在研制一種激光溫度計，最高溫度可達(dá)8000℃，專門用于核聚變研究。瑞士BrowaBorer研究中心用激光溫度傳感器可測幾千開(K)的高溫。l．輻射高溫計用來測量1000℃以上高溫。分四種：光學(xué)第一節(jié)熱電偶傳感器一、熱電效應(yīng)二、熱電偶基本定律三、熱電偶的常用材料與結(jié)構(gòu)四、常用測量電路五、熱電偶冷端補償方式六、熱電偶的選擇、安裝使用和校驗第一節(jié)熱電偶傳感器一、熱電效應(yīng)二、熱電偶基本定律三、熱定義：兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B組合成閉合回路，連接點處于不同的溫度場中（設(shè)T＞T0），則在此閉合回路中就有電流產(chǎn)生，也就是說回路中有電動勢存在，這種現(xiàn)象叫做熱電效應(yīng)。這種現(xiàn)象早在1821年首先由西拜克（See－back）發(fā)現(xiàn),所以又稱西拜克效應(yīng)。熱電偶原理圖TT0AB一、熱電效應(yīng)回路中所產(chǎn)生的電動勢，叫熱電勢。熱電勢由兩部分組成，即接觸電勢和溫差電勢。熱端冷端定義：兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B組合成閉合回路，連接點處于1、接觸電勢+eAB(T)TAB-eAB(T)——導(dǎo)體A、B結(jié)點在溫度T時形成的接觸電動勢；e———單位電荷，e=1.6×10-19C；k———波爾茲曼常數(shù)，k=1.38×10-23J/K

；NA、NB

——導(dǎo)體A、B在溫度為T時的電子密度。接觸電勢的大小與溫度高低及導(dǎo)體中的電子密度有關(guān)。1、接觸電勢+eAB(T)TAB-eAB(T)——導(dǎo)AeA(T,To)ToTeA(T，T0)——導(dǎo)體A兩端溫度為T、T0時形成的溫差電動勢；T，T0——高低端的絕對溫度；σA——湯姆遜系數(shù)，表示導(dǎo)體A兩端的溫度差為1℃時所產(chǎn)生的溫差電動勢，例如在0℃時，銅的σ=2μV/℃。2、溫差電勢溫差電勢的大小與材料性質(zhì)及兩端溫度有關(guān)。AeA(T,To)ToTeA(T，T0)——導(dǎo)體A兩端溫度為由導(dǎo)體材料A、B組成的閉合回路，其接點溫度分別為T、T0,如果T＞T0、NA＞NB，則必存在著兩個接觸電勢和兩個溫差電勢，回路總電勢：T0TeAB(T)eAB(T0)eA(T,T0)eB(T,T0)AB3、回路總電勢NAT、NAT0——導(dǎo)體A在結(jié)點溫度為T和T0時的電子密度；NBT、NBT0——導(dǎo)體B在結(jié)點溫度為T和T0時的電子密度；σA、σB——導(dǎo)體A和B的湯姆遜系數(shù)。由導(dǎo)體材料A、B組成的閉合回路，其接點溫度分別為T、T0,如導(dǎo)體材料確定后，熱電勢的大小只與熱電偶兩端的溫度有關(guān)。如果使EAB(T0)=常數(shù)，則回路熱電勢EAB(T，T0)就只與溫度T有關(guān)，而且是T的單值函數(shù)，這就是利用熱電偶測溫的原理。只有當(dāng)熱電偶兩端溫度不同,熱電偶的兩導(dǎo)體材料不同時才能有熱電勢產(chǎn)生。熱電偶回路熱電勢只與組成熱電偶的材料及兩端溫度有關(guān)；與熱電偶的長度、粗細(xì)無關(guān)。只有用不同性質(zhì)的導(dǎo)體(或半導(dǎo)體)才能組合成熱電偶；相同材料不會產(chǎn)生熱電勢，因為當(dāng)A、B兩種導(dǎo)體是同一種材料時，ln(NA/NB)=0，也即EAB(T，T0)=0。4、有關(guān)熱電偶的幾點結(jié)論：導(dǎo)體材料確定后，熱電勢的大小只與熱電偶兩端的溫度有關(guān)。如果使二、熱電偶基本定律由一種均質(zhì)導(dǎo)體組成的閉合回路，不論其導(dǎo)體是否存在溫度梯度，回路中沒有電流(即不產(chǎn)生電動勢)；反之，如果有電流流動，此材料則一定是非均質(zhì)的，即熱電偶必須采用兩種不同材料作為電極。1.均質(zhì)導(dǎo)體定律2.中間導(dǎo)體定律ABCT0T0T二、熱電偶基本定律由一種均質(zhì)導(dǎo)體組成的閉合回路，不論其導(dǎo)體將第三種材料C接入由A、B組成的熱電偶回路，A、C接點與C、B的接點均處于相同溫度T0之中，此回路的總電勢不變.ET0T1T1TET0T0T將第三種材料C接入由A、B組成的熱電偶回路，A、C接點與C、3.參考電極定律T0

BCBACAT

T0

T

T0

T

即：如果兩種導(dǎo)體分別與第三種導(dǎo)體組成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢已知，則此兩種導(dǎo)體組成的熱電偶的熱電勢已知。3.參考電極定律T0BCBACATT0T4.連接導(dǎo)體定律ABA`B`

T

Tn

T0

Tn

BA

T

Tn

B`A`

Tn

T0

+由此可知，回路總熱電勢等于熱電偶電勢EAB(T,Tn)與連接導(dǎo)線熱電勢EA`B`(Tn,T0)的代數(shù)和，連接導(dǎo)定律是工業(yè)上應(yīng)用補償導(dǎo)線進(jìn)行溫度測量理論的基礎(chǔ)。ABTTnTnA’B’T0T0熱電偶補償導(dǎo)線接線圖E4.連接導(dǎo)體定律ABA`B`TTnT0Tn5.中間溫度定律BAT2T1

T3

BAAB

EAB（T1,T3）=EAB（T1,T2）+EAB（T2,T3）T2=0℃時EAB（T1,T3）=EAB（T1,0）+EAB（0,T3）=EAB（T1,0）-EAB（T3,0）=EAB（T1）-EAB（T3）

定律4中導(dǎo)體A與A`，B與B`材料相同時5.中間溫度定律BAT2BAABEAB（T1,T3）三、熱電偶的常用材料與結(jié)構(gòu)

1．工業(yè)用熱電偶結(jié)構(gòu)

下圖為典型工業(yè)用熱電偶結(jié)構(gòu)示意圖。它由熱電偶絲、絕緣套管、保護(hù)套管以及接線盒等部分組成。實驗室用時，也可不裝保護(hù)套管，以減小熱慣性。1－接線盒；2－保險套管3―絕緣套管4―熱電偶絲1234熱電偶的常用材料P81表5-1三、熱電偶的常用材料與結(jié)構(gòu)1．工業(yè)用熱電偶結(jié)構(gòu)1－(a)(b)(c)(d)

1322．鎧裝式熱電偶（又稱套管式熱電偶）優(yōu)點是小型化（直徑從12mm到0.25mm）、壽命長、熱慣性小，使用方便。

測溫范圍在1100℃以下的有：鎳鉻—鎳硅、鎳鉻—考銅鎧裝式熱電偶。

斷面如圖所示。它是由熱電偶絲、絕緣材料，金屬套管三者拉細(xì)組合而成一體。又由于它的熱端形狀不同，可分為四種型式如圖。1—

金屬套管;2—絕緣材料;3—熱電極(a)—碰底型;(b)—不碰底型;(c)—露頭型;(d)—帽型(a)(b)(c)(d)13223．快速反應(yīng)薄膜熱電偶用真空蒸鍍等方法使兩種熱電極材料蒸鍍到絕緣板上而形成薄膜裝熱電偶。如圖，其熱接點極薄(0.01～0.lμm)41231—熱電極;2—熱接點;3—絕緣基板;4—引出線因此，特別適用于對壁面溫度的快速測量。安裝時,用粘結(jié)劑將它粘結(jié)在被測物體壁面上。目前我國試制的有鐵—鎳、鐵—康銅和銅—康銅三種,尺寸為60×6×0.2mm;絕緣基板用云母、陶瓷片、玻璃及酚醛塑料紙等；測溫范圍在300℃以下；反應(yīng)時間僅為幾ms。3．快速反應(yīng)薄膜熱電偶41231—熱電極;2—熱接點;因四、常用測量電路1.測量單點溫度電路2.測量溫差的基本電路ABA’UiT2T1BAB’A’TABA’B’T0T0Ui四、常用測量電路1.測量單點溫度電路2.測量溫差的基本電路A3.測量平均溫度基本電路ABUiT1B’ABT2ABT3R1R2R3A’T0T0T0T0T03.測量平均溫度基本電路ABUiT1B’ABT2ABT3R11.冰點槽法把熱電偶的參比端置于冰水混合物容器里，使T0=0℃。這種辦法僅限于科學(xué)實驗中使用。為了避免冰水導(dǎo)電引起兩個連接點短路，必須把連接點分別置于兩個玻璃試管里，浸入同一冰點槽，使相互絕緣。mVABA’B’TCC’儀表銅導(dǎo)線試管補償導(dǎo)線熱電偶冰點槽冰水溶液T0五、熱電偶冷端補償方式1.冰點槽法mVABA’B’TCC’儀表銅導(dǎo)線試管補償導(dǎo)2.計算修正法用普通室溫計算出參比端實際溫度TH，利用公式計算例用銅-康銅熱電偶測某一溫度T，參比端在室溫環(huán)境TH中，測得熱電動勢EAB(T，TH)=1.999mV，又用室溫計測出TH=21℃,查此種熱電偶的分度表可知，EAB(21,0)=0.832mV，故得EAB(T，0)=EAB(T，21)+EAB(21，T0)=1.999+0.832=2.831(mV)再次查分度表，與2.831mV對應(yīng)的熱端溫度T=68℃。注意:既不能只按1.999mV查表，認(rèn)為T=49℃，也不能把49℃加上21℃，認(rèn)為T=70℃。EAB(T,T0)=EAB(T,TH)+EAB(TH,T0)2.計算修正法注意:既不能只按1.999mV查表，認(rèn)為T3.補正系數(shù)法把參比端實際溫度TH乘上系數(shù)k，加到由EAB(T，TH)查分度表所得的溫度上，成為被測溫度T。用公式表達(dá)即

式中：T——為未知的被測溫度；T′——為參比端在室溫下熱電偶電勢與分度表上對應(yīng)的某個溫度；TH——室溫；k——為補正系數(shù)，其它參數(shù)見下表。例用鉑銠10－鉑熱電偶測溫，已知冷端溫度TH=35℃，這時熱電動勢為11.348mV．查S型熱電偶的分度表，得出與此相應(yīng)的溫度T′=1150℃。再從下表中查出，對應(yīng)于1150℃的補正系數(shù)k=0.53。于是，被測溫度

T=1150+0.53×35=1168.3（℃）用這種辦法稍稍簡單一些，比計算修正法誤差可能大一點，但誤差不大于0.14％。T＝T′＋kTH3.補正系數(shù)法T＝T′＋kTH溫度T′/℃補正系數(shù)k鉑銠10-鉑(S)鎳鉻-鎳硅（K）1000.821.002000.721.003000.690.984000.660.985000.631.006000.620.967000.601.008000.591.009000.561.0010000.551.0711000.531.1112000.53—13000.52—14000.52—15000.53—16000.53—熱電偶補正系數(shù)溫度T′/℃補正系數(shù)k鉑銠10-鉑(S)鎳鉻-鎳硅（K）10例用動圈儀表配合熱電偶測溫時，如果把儀表的機械零點調(diào)到室溫TH的刻度上,在熱電動勢為零時，指針指示的溫度值并不是0℃而是TH。而熱電偶的冷端溫度已是TH,則只有當(dāng)熱端溫度T=TH時，才能使EAB(T,TH)=0，這樣，指示值就和熱端的實際溫度一致了。這種辦法非常簡便，而且一勞永逸，只要冷端溫度總保持在TH不變，指示值就永遠(yuǎn)正確。4.零點遷移法應(yīng)用領(lǐng)域：如果冷端不是0℃，但十分穩(wěn)定（如恒溫車間或有空調(diào)的場所）。實質(zhì)：在測量結(jié)果中人為地加一個恒定值，因為冷端溫度穩(wěn)定不變，電動勢EAB(TH,0)是常數(shù)，利用指示儀表上調(diào)整零點的辦法，加大某個適當(dāng)?shù)闹刀鴮崿F(xiàn)補償。例用動圈儀表配合熱電偶測溫時，如果把儀表的機械零點調(diào)到室5.冷端補償器法利用不平衡電橋產(chǎn)生熱電勢補償熱電偶因冷端溫度變化而引起熱電勢的變化值。不平衡電橋由R1、R2、R3(錳銅絲繞制)、RCu(銅絲繞制)四個橋臂和橋路電源組成。設(shè)計時，在0℃下使電橋平衡(R1=R2=R3=RCu)，此時Uab=0，電橋?qū)x表讀數(shù)無影響。

冷端補償器的作用注意：橋臂RCu必須和熱電偶的冷端靠近，使處于同一溫度之下。

mVEAB(T,T0)T0T0TAB++-abUUabRCuR1R2R3RT0UaUabEAB(T,T0)供電4V直流，在0～40℃或-20～20℃的范圍起補償作用。注意，不同材質(zhì)的熱電偶所配的冷端補償器，其中的限流電阻R不一樣，互換時必須重新調(diào)整。5.冷端補償器法冷端補償器的作用注意：橋臂RCu必須和熱1.熱電偶的選擇、安裝使用熱電偶的選用應(yīng)該根據(jù)被測介質(zhì)的溫度、壓力、介質(zhì)性質(zhì)、測溫時間長短來選擇熱電偶和保護(hù)套管。其安裝地點要有代表性，安裝方法要正確，在工業(yè)生產(chǎn)中，熱電偶常與毫伏計連用（XCZ型動圈式儀表）或與電子電位差計聯(lián)用，后者精度較高，且能自動記錄。另外也可通過與溫度變送器經(jīng)放大后再接指示儀表，或作為控制用的信號.六、熱電偶的選擇、安裝使用和校驗1.熱電偶的選擇、安裝使用另外也可通過與溫度變送器經(jīng)放大熱電偶分度號校驗溫度/℃熱電偶允許偏差/℃溫度偏差溫度偏差LB–3600，800，1000，12000～600±2.4>600占所測熱電勢的±0.4%EU–2400，600，800，1000～400±4>400占所測熱電勢的±0.75%EA–2300，400，6000～300±4>300占所測熱電勢的±1%2.熱電偶的定期校驗

校驗的方法是用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶與被校驗熱電偶裝在同一校驗爐中進(jìn)行對比，誤差超過規(guī)定允許值為不合格。圖為熱電偶校驗裝置示意圖，最佳校驗方法可由查閱有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)獲得。工業(yè)熱電偶的允許偏差，見下表。熱電偶校驗溫度/℃熱電偶允許偏差/℃溫度偏差溫度偏差78564321穩(wěn)壓電源220V熱電偶校驗圖1-調(diào)壓變壓器；2-管式電爐；3標(biāo)準(zhǔn)熱電偶；4-被校熱電偶；5-冰瓶；6-切換開關(guān)；7-測試儀表；8-試管78564321穩(wěn)壓電源220V熱電偶校驗圖熱敏電阻是利用某種半導(dǎo)體材料的電阻率隨溫度變化而變化的性質(zhì)制成的。第二節(jié)熱敏電阻傳感器一、熱敏電阻的特點與分類（一）熱敏電阻的特點1．電阻溫度系數(shù)的范圍甚寬有正、負(fù)溫度系數(shù)和在某一特定溫度區(qū)域內(nèi)阻值突變的三種熱敏電阻元件。電阻溫度系數(shù)的絕對值比金屬大10～100倍左右。2．材料加工容易、性能好可根據(jù)使用要求加工成各種形狀，特別是能夠作到小型化。目前，最小的珠狀熱敏電阻其直徑僅為0.2mm。

熱敏電阻是利用某種半導(dǎo)體材料的電阻率隨溫度變化3．阻值在1～10M之間可供自由選擇使用時，一般可不必考慮線路引線電阻的影響；由于其功耗小、故不需采取冷端溫度補償，所以適合于遠(yuǎn)距離測溫和控溫使用。4．穩(wěn)定性好商品化產(chǎn)品已有30多年歷史，加之近年在材料與工藝上不斷得到改進(jìn)。據(jù)報道，在0.01℃的小溫度范圍內(nèi)，其穩(wěn)定性可達(dá)0.0002℃的精度。相比之下，優(yōu)于其它各種溫度傳感器。5．原料資源豐富，價格低廉燒結(jié)表面均已經(jīng)玻璃封裝。故可用于較惡劣環(huán)境條件；另外由于熱敏電阻材料的遷移率很小，故其性能受磁場影響很小，這是十分可貴的特點。3．阻值在1～10M之間可供自由選擇1．正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC）電阻值隨溫度升高而增大的電阻器，簡稱PTC熱敏阻器。它的主要材料是摻雜的BaTiO3半導(dǎo)體陶瓷。2．負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）電阻值隨溫度升高而下降的熱敏電阻器簡稱NTC熱敏電阻器。它的材料主要是一些過渡金屬氧化物半導(dǎo)體陶瓷。3．突變型負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（CTR)該類電阻器的電阻值在某特定溫度范圍內(nèi)隨溫度升高而降低3～4個數(shù)量級，即具有很大負(fù)溫度系數(shù)。其主要材料是VO2并添加一些金屬氧化物。

（二）熱敏電阻的分類

1．正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC）電阻值隨溫度升高而增大的電熱敏電阻材料的分類（1）大分類小分類代表例子NTC單晶金剛石、Ge、Si金剛石熱敏電阻多晶遷移金屬氧化物復(fù)合燒結(jié)體

、無缺陷形金屬氧化燒結(jié)體多結(jié)晶單體

、固溶體形多結(jié)晶氧化物SiC系Mn、Co、Ni、Cu、Al氧化物燒結(jié)體、ZrY氧化物燒結(jié)體、還原性TiO3、Ge、SiBa、Co、Ni氧化物濺射SiC薄膜玻璃Ge、Fe、V等氧化物硫硒碲化合物玻璃V、P、Ba氧化物、Fe、Ba、Cu氧化物、Ge、Na、K氧化物、（As2Se3）0.8、（Sb2SeI）0.2有機物芳香族化合物聚酰亞釉表面活性添加劑液體電解質(zhì)溶液熔融硫硒碲化合物水玻璃As、Se、Ge系熱敏電阻材料的分類（1）大分類小分類代表例子NTC單晶金剛石熱敏電阻材料的分類（2）PTC無機物BaTiO3系Zn、Ti、Ni氧化物系Si系、硫硒碲化合物（Ba、Sr、Pb）TiO3燒結(jié)體有機物石墨系有機物石墨、塑料石臘、聚乙烯、石墨液體三乙烯醇混合物三乙烯醇、水、NaClCTR

V、Ti氧化物系、Ag2S、（AgCu）、（ZnCdHg）BaTiO3單晶V、P、（Ba·Sr）氧化物Ag2S–CuS大分類小分類代表例子熱敏電阻材料的分類（2）PTC無機物BaTiO3系（Ba、S1.標(biāo)稱電阻R25（冷阻）標(biāo)稱電阻值是熱敏電阻在25±0.2℃時的阻值。二、熱敏電阻的基本參數(shù)2.材料常數(shù)BN是表征負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻器材料的物理特性常數(shù)。BN值決定于材料的激活能?E,具有BN=?E／2k的函數(shù)關(guān)系，式中k為波爾茲曼常數(shù)。一般BN值越大，則電阻值越大，絕對靈敏度越高。在工作溫度范圍內(nèi)，BN值并不是一個常數(shù)，而是隨溫度的升高略有增加的。3.電阻溫度系數(shù)（%/℃）熱敏電阻的溫度變化1℃時電阻值的變化率。4.耗散系數(shù)H熱敏電阻器溫度變化1℃所耗散的功率變化量。在工作范圍內(nèi)，當(dāng)環(huán)境溫度變化時,H值隨之變化,其大小與熱敏電阻的結(jié)構(gòu)、形狀和所處介質(zhì)的種類及狀態(tài)有關(guān)。1.標(biāo)稱電阻R25（冷阻）二、熱敏電阻的基本參數(shù)2.6.最高工作溫度Tmax熱敏電阻器在規(guī)定的技術(shù)條件下長期連續(xù)工作所允許的最高溫度：T0—環(huán)境溫度；PE—環(huán)境溫度為T0時的額定功率；H—耗散系數(shù)7.最低工作溫度Tmin熱敏電阻器在規(guī)定的技術(shù)條件下能長期連續(xù)工作的最低溫度。8.轉(zhuǎn)變點溫度Tc熱敏電阻器的電阻一溫度特性曲線上的拐點溫度，主要指正電阻溫度系數(shù)熱敏電阻和臨界溫度熱敏電阻。5.時間常數(shù)τ熱敏電阻器在零功率測量狀態(tài)下，當(dāng)環(huán)境溫度突變時電阻器的溫度變化量從開始到最終變量的63.2％所需的時間。它與熱容量C和耗散系數(shù)H之間的關(guān)系6.最高工作溫度Tmax5.時間常數(shù)τ9.額定功率PE熱敏電阻器在規(guī)定的條件下，長期連續(xù)負(fù)荷工作所允許的消耗功率。在此功率下,它自身溫度不應(yīng)超過Tmax。10.測量功率P0熱敏電阻器在規(guī)定的環(huán)境溫度下,受到測量電流加熱而引起的電阻值變化不超過0.1％時所消耗的功率11.工作點電阻RG在規(guī)定的溫度和正常氣候條件下，施加一定的功率后使電阻器自熱而達(dá)到某一給定的電阻值。12.工作點耗散功率PG電阻值達(dá)到RG時所消耗的功率。UG——電阻器達(dá)到熱平衡時的端電壓。9.額定功率PE12.工作點耗散功率PG13.功率靈敏度KG熱敏電阻器在工作點附近消耗功率lmW時所引起電阻的變化，即：在工作范圍內(nèi)，KG隨環(huán)境溫度的變化略有改變。14.穩(wěn)定性熱敏電阻在各種氣候、機械、電氣等使用環(huán)境中，保持原有特性的能力。它可用熱敏電阻器的主要參數(shù)變化率來表示。最常用的是以電阻值的年變化率或?qū)?yīng)的溫度變化率來表示。KG＝R/P15.熱電阻值RH指旁熱式熱敏電阻器在加熱器上通過給定的工作電流時,電阻器達(dá)到熱平衡狀態(tài)時的電阻值。16.加熱器電阻值Rr指旁熱式熱敏電阻器的加熱器，在規(guī)定環(huán)境溫度條件下的電阻值。13.功率靈敏度KGKG＝R/P15.熱電阻值RH118.標(biāo)稱工作電流I指在環(huán)境溫度25℃時，旁熱式熱敏電阻器的電阻值被穩(wěn)定在某一規(guī)定值時加熱器內(nèi)的電流。19.標(biāo)稱電壓它是穩(wěn)壓熱敏電阻器在規(guī)定溫度下標(biāo)稱工作電流所對應(yīng)的電壓值。20.元件尺寸指熱敏電阻器的截面積A、電極間距離L和直徑d。17.最大加熱電流Imax指旁熱式熱敏電阻器上允許通過的最大電流。18.標(biāo)稱工作電流I17.最大加熱電流Imax（一）熱敏電阻器的電阻——溫度特性（RT—T）

40601201600100101102103104105106RT/Ω溫度T/oC1-NTC；2-CTR；

3-4PTC三、熱敏電阻器主要特性鉑絲1234（一）熱敏電阻器的電阻——溫度特性（RT—T）40601負(fù)電阻溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻器的溫度特性105104103102

0-101030507085100120T/oC電阻/Ω1負(fù)電阻溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻器的溫度特性1051002550751001250.511.522.533.5(25oC,1)RT/RT0--T特性曲線RT/R25T02550751001250.511.522.533.5(2RT／R25～BN系數(shù)表RT／R25BNR50／R2522002600280030003200340036003800400050000.5650.5000.4830.4580.4350.4130.3920.3720.3540.2733.1754.7205.3195.9936.7517.6098.65719.66010.8819.771.9632.2212.3622.5122.6712.8403.0203.2113.4144.6420.3470.2880.2590.2360.2140.1940.1760.1600.1460.0920.2270.1730.1490.1320.1150.1010.0880.0770.0670.0340.1130.0760.0620.0510.0420.0340.0280.0230.0190.007R0／R25R75／R25R-20／R25R150／R25R100／R25RT／R25～BN系數(shù)表RT／R25BNR50／R252202.正電阻溫度系數(shù)（PTC）:電阻—溫度特性10000100010010050100150200250R20=120ΩR20=36.5ΩR20=12.2ΩT/oC電阻/ΩTp1Tp2Tc=175oClnRr1lnRr2BPβmRBP=tgβ=mR/mrT1T2lnRr0mrlnRrT2.正電阻溫度系數(shù)（PTC）:電阻—溫度特性1000010（二）熱敏電阻器的伏安特性（U—I）1.負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻器的伏安特性T0——環(huán)境溫度；△T——熱敏電阻的溫升。2．正溫度系數(shù)（PTC）熱敏電阻器的伏安特性

104103102101105Um10110210310010-1Im當(dāng)電壓增至Um時，存在一個電流最大值Im；如電壓繼續(xù)增加，由于溫升引起電阻值增加速度超過電壓增加的速度，電流反而減小，即曲線斜率由正變負(fù)。（二）熱敏電阻器的伏安特性（U—I）T0——環(huán)境溫度；2．正1.檢測和電路用的熱敏電阻器

伏安特性的位置在儀器儀表中的應(yīng)用

U

m

的左邊溫度計、溫度差計、溫度補償、微小溫度檢測、溫度報警、溫度繼電器、濕度計、分子量測定、水分計、熱計、紅外探測器、熱傳導(dǎo)測定、比熱測定U

m的附近液位測定、液位檢測U

m的右邊流速計、流量計、氣體分析儀、真空計、熱導(dǎo)分析旁熱型熱敏電阻器風(fēng)速計、液面計、真空計（U

m—峰值電壓）四、熱敏電阻器的應(yīng)用1.檢測和電路用的熱敏電阻器伏安特性在儀器儀表中的應(yīng)用U電路元件熱敏電阻器在儀表中應(yīng)用分類

在儀器儀表中的應(yīng)用U

m的左邊偏置線圖的溫度補償、儀表溫度補償、熱電偶溫度補償、晶體管溫度補償U

m的附近恒壓電路、延遲電路、保護(hù)電路U

m的右邊自動增益控制電路、RC振蕩器、振幅穩(wěn)定電路伏安特性的位置2.熱敏電阻作溫度補償用R(T)R1R2Rr電路元件熱敏電阻器在儀表中應(yīng)用分類

在儀器儀表中的應(yīng)用Um第三節(jié)PN結(jié)溫度傳感器一、溫敏二極管第三節(jié)PN結(jié)溫度傳感器一、溫敏二極管二、溫敏三極管RCECRUBE+溫敏晶體管二、溫敏三極管RCECRUBE+溫敏晶體管三、集成溫度傳感器1基本工作原理

+ER1R2IC1IC2BG1ΔUBEBG2三、集成溫度傳感器1基本工作原理+ER1R2IC1IC2電流鏡核心電路

3電壓型核心電路

2電流鏡核心電路3電壓型核心電路第四節(jié)熱電式溫度傳感器應(yīng)用一、溫敏二極管溫度調(diào)節(jié)器

第四節(jié)熱電式溫度傳感器應(yīng)用一、溫敏二極管溫度調(diào)節(jié)器二、溫敏晶體管溫差檢測電路

二、溫敏晶體管溫差檢測電路第五章熱電式傳感器第一節(jié)熱電偶傳感器第二節(jié)熱敏電阻傳感器第三節(jié)PN結(jié)溫度傳感器第四節(jié)熱電式溫度傳感器應(yīng)用第五章熱電式傳感器第一節(jié)熱電偶傳感器第二節(jié)熱敏電阻傳感接觸式溫度傳感器的特點：傳感器直接與被測物體接觸進(jìn)行溫度測量，由于被測物體的熱量傳遞給傳感器，降低了被測物體溫度，特別是被測物體熱容量較小時，測量精度較低。因此采用這種方式要測得物體的真實溫度的前提條件是被測物體的熱容量要足夠大。非接觸式溫度傳感器主要是利用被測物體熱輻射而發(fā)出紅外線，從而測量物體的溫度，可進(jìn)行遙測。其制造成本較高，測量精度卻較低。優(yōu)點是：不從被測物體上吸收熱量；不會干擾被測對象的溫度場；連續(xù)測量不會產(chǎn)生消耗；反應(yīng)快等。溫度傳感器的種類及特點接觸式溫度傳感器的特點：傳感器直接與被測物體接觸進(jìn)行溫度測量1．常用熱電阻范圍：-260～＋850℃；精度：0.001℃。改進(jìn)后可連續(xù)工作2000h，失效率小于1％，使用期為10年。2．管纜熱電阻

測溫范圍為-20～＋500℃，最高上限為1000℃，精度為0.5級。（－）接觸式溫度傳感器3．陶瓷熱電阻測量范圍為–200～+500℃，精度為0.3、0.15級。4．超低溫?zé)犭娮鑳煞N碳電阻，可分別測量–268.8～253℃-272.9～272.99℃的溫度。5．熱敏電阻器適于在高靈敏度的微小溫度測量場合使用。經(jīng)濟性好、價格便宜。1．常用熱電阻（－）接觸式溫度傳感器3．陶瓷熱電阻測l．輻射高溫計用來測量1000℃以上高溫。分四種：光學(xué)高溫計、比色高溫計、輻射高溫計和光電高溫計。2．光譜高溫計前蘇聯(lián)研制的YCI—I型自動測溫通用光譜高溫計,其測量范圍為400～6000℃,它是采用電子化自動跟蹤系統(tǒng),保證有足夠準(zhǔn)確的精度進(jìn)行自動測量。

（二）非接觸式溫度傳感器3．超聲波溫度傳感器特點是響應(yīng)快(約為10ms左右)，方向性強。目前國外有可測到5000℉的產(chǎn)品。4．激光溫度傳感器適用于遠(yuǎn)程和特殊環(huán)境下的溫度測量。如NBS公司用氦氖激光源的激光做光反射計可測很高的溫度，精度為1％。美國麻省理工學(xué)院正在研制一種激光溫度計，最高溫度可達(dá)8000℃，專門用于核聚變研究。瑞士BrowaBorer研究中心用激光溫度傳感器可測幾千開(K)的高溫。l．輻射高溫計用來測量1000℃以上高溫。分四種：光學(xué)第一節(jié)熱電偶傳感器一、熱電效應(yīng)二、熱電偶基本定律三、熱電偶的常用材料與結(jié)構(gòu)四、常用測量電路五、熱電偶冷端補償方式六、熱電偶的選擇、安裝使用和校驗第一節(jié)熱電偶傳感器一、熱電效應(yīng)二、熱電偶基本定律三、熱定義：兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B組合成閉合回路，連接點處于不同的溫度場中（設(shè)T＞T0），則在此閉合回路中就有電流產(chǎn)生，也就是說回路中有電動勢存在，這種現(xiàn)象叫做熱電效應(yīng)。這種現(xiàn)象早在1821年首先由西拜克（See－back）發(fā)現(xiàn),所以又稱西拜克效應(yīng)。熱電偶原理圖TT0AB一、熱電效應(yīng)回路中所產(chǎn)生的電動勢，叫熱電勢。熱電勢由兩部分組成，即接觸電勢和溫差電勢。熱端冷端定義：兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B組合成閉合回路，連接點處于1、接觸電勢+eAB(T)TAB-eAB(T)——導(dǎo)體A、B結(jié)點在溫度T時形成的接觸電動勢；e———單位電荷，e=1.6×10-19C；k———波爾茲曼常數(shù)，k=1.38×10-23J/K

；NA、NB

——導(dǎo)體A、B在溫度為T時的電子密度。接觸電勢的大小與溫度高低及導(dǎo)體中的電子密度有關(guān)。1、接觸電勢+eAB(T)TAB-eAB(T)——導(dǎo)AeA(T,To)ToTeA(T，T0)——導(dǎo)體A兩端溫度為T、T0時形成的溫差電動勢；T，T0——高低端的絕對溫度；σA——湯姆遜系數(shù)，表示導(dǎo)體A兩端的溫度差為1℃時所產(chǎn)生的溫差電動勢，例如在0℃時，銅的σ=2μV/℃。2、溫差電勢溫差電勢的大小與材料性質(zhì)及兩端溫度有關(guān)。AeA(T,To)ToTeA(T，T0)——導(dǎo)體A兩端溫度為由導(dǎo)體材料A、B組成的閉合回路，其接點溫度分別為T、T0,如果T＞T0、NA＞NB，則必存在著兩個接觸電勢和兩個溫差電勢，回路總電勢：T0TeAB(T)eAB(T0)eA(T,T0)eB(T,T0)AB3、回路總電勢NAT、NAT0——導(dǎo)體A在結(jié)點溫度為T和T0時的電子密度；NBT、NBT0——導(dǎo)體B在結(jié)點溫度為T和T0時的電子密度；σA、σB——導(dǎo)體A和B的湯姆遜系數(shù)。由導(dǎo)體材料A、B組成的閉合回路，其接點溫度分別為T、T0,如導(dǎo)體材料確定后，熱電勢的大小只與熱電偶兩端的溫度有關(guān)。如果使EAB(T0)=常數(shù)，則回路熱電勢EAB(T，T0)就只與溫度T有關(guān)，而且是T的單值函數(shù)，這就是利用熱電偶測溫的原理。只有當(dāng)熱電偶兩端溫度不同,熱電偶的兩導(dǎo)體材料不同時才能有熱電勢產(chǎn)生。熱電偶回路熱電勢只與組成熱電偶的材料及兩端溫度有關(guān)；與熱電偶的長度、粗細(xì)無關(guān)。只有用不同性質(zhì)的導(dǎo)體(或半導(dǎo)體)才能組合成熱電偶；相同材料不會產(chǎn)生熱電勢，因為當(dāng)A、B兩種導(dǎo)體是同一種材料時，ln(NA/NB)=0，也即EAB(T，T0)=0。4、有關(guān)熱電偶的幾點結(jié)論：導(dǎo)體材料確定后，熱電勢的大小只與熱電偶兩端的溫度有關(guān)。如果使二、熱電偶基本定律由一種均質(zhì)導(dǎo)體組成的閉合回路，不論其導(dǎo)體是否存在溫度梯度，回路中沒有電流(即不產(chǎn)生電動勢)；反之，如果有電流流動，此材料則一定是非均質(zhì)的，即熱電偶必須采用兩種不同材料作為電極。1.均質(zhì)導(dǎo)體定律2.中間導(dǎo)體定律ABCT0T0T二、熱電偶基本定律由一種均質(zhì)導(dǎo)體組成的閉合回路，不論其導(dǎo)體將第三種材料C接入由A、B組成的熱電偶回路，A、C接點與C、B的接點均處于相同溫度T0之中，此回路的總電勢不變.ET0T1T1TET0T0T將第三種材料C接入由A、B組成的熱電偶回路，A、C接點與C、3.參考電極定律T0

BCBACAT

T0

T

T0

T

即：如果兩種導(dǎo)體分別與第三種導(dǎo)體組成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢已知，則此兩種導(dǎo)體組成的熱電偶的熱電勢已知。3.參考電極定律T0BCBACATT0T4.連接導(dǎo)體定律ABA`B`

T

Tn

T0

Tn

BA

T

Tn

B`A`

Tn

T0

+由此可知，回路總熱電勢等于熱電偶電勢EAB(T,Tn)與連接導(dǎo)線熱電勢EA`B`(Tn,T0)的代數(shù)和，連接導(dǎo)定律是工業(yè)上應(yīng)用補償導(dǎo)線進(jìn)行溫度測量理論的基礎(chǔ)。ABTTnTnA’B’T0T0熱電偶補償導(dǎo)線接線圖E4.連接導(dǎo)體定律ABA`B`TTnT0Tn5.中間溫度定律BAT2T1

T3

BAAB

EAB（T1,T3）=EAB（T1,T2）+EAB（T2,T3）T2=0℃時EAB（T1,T3）=EAB（T1,0）+EAB（0,T3）=EAB（T1,0）-EAB（T3,0）=EAB（T1）-EAB（T3）

定律4中導(dǎo)體A與A`，B與B`材料相同時5.中間溫度定律BAT2BAABEAB（T1,T3）三、熱電偶的常用材料與結(jié)構(gòu)

1．工業(yè)用熱電偶結(jié)構(gòu)

下圖為典型工業(yè)用熱電偶結(jié)構(gòu)示意圖。它由熱電偶絲、絕緣套管、保護(hù)套管以及接線盒等部分組成。實驗室用時，也可不裝保護(hù)套管，以減小熱慣性。1－接線盒；2－保險套管3―絕緣套管4―熱電偶絲1234熱電偶的常用材料P81表5-1三、熱電偶的常用材料與結(jié)構(gòu)1．工業(yè)用熱電偶結(jié)構(gòu)1－(a)(b)(c)(d)

1322．鎧裝式熱電偶（又稱套管式熱電偶）優(yōu)點是小型化（直徑從12mm到0.25mm）、壽命長、熱慣性小，使用方便。

測溫范圍在1100℃以下的有：鎳鉻—鎳硅、鎳鉻—考銅鎧裝式熱電偶。

斷面如圖所示。它是由熱電偶絲、絕緣材料，金屬套管三者拉細(xì)組合而成一體。又由于它的熱端形狀不同，可分為四種型式如圖。1—

金屬套管;2—絕緣材料;3—熱電極(a)—碰底型;(b)—不碰底型;(c)—露頭型;(d)—帽型(a)(b)(c)(d)13223．快速反應(yīng)薄膜熱電偶用真空蒸鍍等方法使兩種熱電極材料蒸鍍到絕緣板上而形成薄膜裝熱電偶。如圖，其熱接點極薄(0.01～0.lμm)41231—熱電極;2—熱接點;3—絕緣基板;4—引出線因此，特別適用于對壁面溫度的快速測量。安裝時,用粘結(jié)劑將它粘結(jié)在被測物體壁面上。目前我國試制的有鐵—鎳、鐵—康銅和銅—康銅三種,尺寸為60×6×0.2mm;絕緣基板用云母、陶瓷片、玻璃及酚醛塑料紙等；測溫范圍在300℃以下；反應(yīng)時間僅為幾ms。3．快速反應(yīng)薄膜熱電偶41231—熱電極;2—熱接點;因四、常用測量電路1.測量單點溫度電路2.測量溫差的基本電路ABA’UiT2T1BAB’A’TABA’B’T0T0Ui四、常用測量電路1.測量單點溫度電路2.測量溫差的基本電路A3.測量平均溫度基本電路ABUiT1B’ABT2ABT3R1R2R3A’T0T0T0T0T03.測量平均溫度基本電路ABUiT1B’ABT2ABT3R11.冰點槽法把熱電偶的參比端置于冰水混合物容器里，使T0=0℃。這種辦法僅限于科學(xué)實驗中使用。為了避免冰水導(dǎo)電引起兩個連接點短路，必須把連接點分別置于兩個玻璃試管里，浸入同一冰點槽，使相互絕緣。mVABA’B’TCC’儀表銅導(dǎo)線試管補償導(dǎo)線熱電偶冰點槽冰水溶液T0五、熱電偶冷端補償方式1.冰點槽法mVABA’B’TCC’儀表銅導(dǎo)線試管補償導(dǎo)2.計算修正法用普通室溫計算出參比端實際溫度TH，利用公式計算例用銅-康銅熱電偶測某一溫度T，參比端在室溫環(huán)境TH中，測得熱電動勢EAB(T，TH)=1.999mV，又用室溫計測出TH=21℃,查此種熱電偶的分度表可知，EAB(21,0)=0.832mV，故得EAB(T，0)=EAB(T，21)+EAB(21，T0)=1.999+0.832=2.831(mV)再次查分度表，與2.831mV對應(yīng)的熱端溫度T=68℃。注意:既不能只按1.999mV查表，認(rèn)為T=49℃，也不能把49℃加上21℃，認(rèn)為T=70℃。EAB(T,T0)=EAB(T,TH)+EAB(TH,T0)2.計算修正法注意:既不能只按1.999mV查表，認(rèn)為T3.補正系數(shù)法把參比端實際溫度TH乘上系數(shù)k，加到由EAB(T，TH)查分度表所得的溫度上，成為被測溫度T。用公式表達(dá)即

式中：T——為未知的被測溫度；T′——為參比端在室溫下熱電偶電勢與分度表上對應(yīng)的某個溫度；TH——室溫；k——為補正系數(shù)，其它參數(shù)見下表。例用鉑銠10－鉑熱電偶測溫，已知冷端溫度TH=35℃，這時熱電動勢為11.348mV．查S型熱電偶的分度表，得出與此相應(yīng)的溫度T′=1150℃。再從下表中查出，對應(yīng)于1150℃的補正系數(shù)k=0.53。于是，被測溫度

T=1150+0.53×35=1168.3（℃）用這種辦法稍稍簡單一些，比計算修正法誤差可能大一點，但誤差不大于0.14％。T＝T′＋kTH3.補正系數(shù)法T＝T′＋kTH溫度T′/℃補正系數(shù)k鉑銠10-鉑(S)鎳鉻-鎳硅（K）1000.821.002000.721.003000.690.984000.660.985000.631.006000.620.967000.601.008000.591.009000.561.0010000.551.0711000.531.1112000.53—13000.52—14000.52—15000.53—16000.53—熱電偶補正系數(shù)溫度T′/℃補正系數(shù)k鉑銠10-鉑(S)鎳鉻-鎳硅（K）10例用動圈儀表配合熱電偶測溫時，如果把儀表的機械零點調(diào)到室溫TH的刻度上,在熱電動勢為零時，指針指示的溫度值并不是0℃而是TH。而熱電偶的冷端溫度已是TH,則只有當(dāng)熱端溫度T=TH時，才能使EAB(T,TH)=0，這樣，指示值就和熱端的實際溫度一致了。這種辦法非常簡便，而且一勞永逸，只要冷端溫度總保持在TH不變，指示值就永遠(yuǎn)正確。4.零點遷移法應(yīng)用領(lǐng)域：如果冷端不是0℃，但十分穩(wěn)定（如恒溫車間或有空調(diào)的場所）。實質(zhì)：在測量結(jié)果中人為地加一個恒定值，因為冷端溫度穩(wěn)定不變，電動勢EAB(TH,0)是常數(shù)，利用指示儀表上調(diào)整零點的辦法，加大某個適當(dāng)?shù)闹刀鴮崿F(xiàn)補償。例用動圈儀表配合熱電偶測溫時，如果把儀表的機械零點調(diào)到室5.冷端補償器法利用不平衡電橋產(chǎn)生熱電勢補償熱電偶因冷端溫度變化而引起熱電勢的變化值。不平衡電橋由R1、R2、R3(錳銅絲繞制)、RCu(銅絲繞制)四個橋臂和橋路電源組成。設(shè)計時，在0℃下使電橋平衡(R1=R2=R3=RCu)，此時Uab=0，電橋?qū)x表讀數(shù)無影響。

冷端補償器的作用注意：橋臂RCu必須和熱電偶的冷端靠近，使處于同一溫度之下。

mVEAB(T,T0)T0T0TAB++-abUUabRCuR1R2R3RT0UaUabEAB(T,T0)供電4V直流，在0～40℃或-20～20℃的范圍起補償作用。注意，不同材質(zhì)的熱電偶所配的冷端補償器，其中的限流電阻R不一樣，互換時必須重新調(diào)整。5.冷端補償器法冷端補償器的作用注意：橋臂RCu必須和熱1.熱電偶的選擇、安裝使用熱電偶的選用應(yīng)該根據(jù)被測介質(zhì)的溫度、壓力、介質(zhì)性質(zhì)、測溫時間長短來選擇熱電偶和保護(hù)套管。其安裝地點要有代表性，安裝方法要正確，在工業(yè)生產(chǎn)中，熱電偶常與毫伏計連用（XCZ型動圈式儀表）或與電子電位差計聯(lián)用，后者精度較高，且能自動記錄。另外也可通過與溫度變送器經(jīng)放大后再接指示儀表，或作為控制用的信號.六、熱電偶的選擇、安裝使用和校驗1.熱電偶的選擇、安裝使用另外也可通過與溫度變送器經(jīng)放大熱電偶分度號校驗溫度/℃熱電偶允許偏差/℃溫度偏差溫度偏差LB–3600，800，1000，12000～600±2.4>600占所測熱電勢的±0.4%EU–2400，600，800，1000～400±4>400占所測熱電勢的±0.75%EA–2300，400，6000～300±4>300占所測熱電勢的±1%2.熱電偶的定期校驗

校驗的方法是用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶與被校驗熱電偶裝在同一校驗爐中進(jìn)行對比，誤差超過規(guī)定允許值為不合格。圖為熱電偶校驗裝置示意圖，最佳校驗方法可由查閱有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)獲得。工業(yè)熱電偶的允許偏差，見下表。熱電偶校驗溫度/℃熱電偶允許偏差/℃溫度偏差溫度偏差78564321穩(wěn)壓電源220V熱電偶校驗圖1-調(diào)壓變壓器；2-管式電爐；3標(biāo)準(zhǔn)熱電偶；4-被校熱電偶；5-冰瓶；6-切換開關(guān)；7-測試儀表；8-試管78564321穩(wěn)壓電源220V熱電偶校驗圖熱敏電阻是利用某種半導(dǎo)體材料的電阻率隨溫度變化而變化的性質(zhì)制成的。第二節(jié)熱敏電阻傳感器一、熱敏電阻的特點與分類（一）熱敏電阻的特點1．電阻溫度系數(shù)的范圍甚寬有正、負(fù)溫度系數(shù)和在某一特定溫度區(qū)域內(nèi)阻值突變的三種熱敏電阻元件。電阻溫度系數(shù)的絕對值比金屬大10～100倍左右。2．材料加工容易、性能好可根據(jù)使用要求加工成各種形狀，特別是能夠作到小型化。目前，最小的珠狀熱敏電阻其直徑僅為0.2mm。

熱敏電阻是利用某種半導(dǎo)體材料的電阻率隨溫度變化3．阻值在1～10M之間可供自由選擇使用時，一般可不必考慮線路引線電阻的影響；由于其功耗小、故不需采取冷端溫度補償，所以適合于遠(yuǎn)距離測溫和控溫使用。4．穩(wěn)定性好商品化產(chǎn)品已有30多年歷史，加之近年在材料與工藝上不斷得到改進(jìn)。據(jù)報道，在0.01℃的小溫度范圍內(nèi)，其穩(wěn)定性可達(dá)0.0002℃的精度。相比之下，優(yōu)于其它各種溫度傳感器。5．原料資源豐富，價格低廉燒結(jié)表面均已經(jīng)玻璃封裝。故可用于較惡劣環(huán)境條件；另外由于熱敏電阻材料的遷移率很小，故其性能受磁場影響很小，這是十分可貴的特點。3．阻值在1～10M之間可供自由選擇1．正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC）電阻值隨溫度升高而增大的電阻器，簡稱PTC熱敏阻器。它的主要材料是摻雜的BaTiO3半導(dǎo)體陶瓷。2．負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）電阻值隨溫度升高而下降的熱敏電阻器簡稱NTC熱敏電阻器。它的材料主要是一些過渡金屬氧化物半導(dǎo)體陶瓷。3．突變型負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（CTR)該類電阻器的電阻值在某特定溫度范圍內(nèi)隨溫度升高而降低3～4個數(shù)量級，即具有很大負(fù)溫度系數(shù)。其主要材料是VO2并添加一些金屬氧化物。

（二）熱敏電阻的分類

1．正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC）電阻值隨溫度升高而增大的電熱敏電阻材料的分類（1）大分類小分類代表例子NTC單晶金剛石、Ge、Si金剛石熱敏電阻多晶遷移金屬氧化物復(fù)合燒結(jié)體

、無缺陷形金屬氧化燒結(jié)體多結(jié)晶單體

、固溶體形多結(jié)晶氧化物SiC系Mn、Co、Ni、Cu、Al氧化物燒結(jié)體、ZrY氧化物燒結(jié)體、還原性TiO3、Ge、SiBa、Co、Ni氧化物濺射SiC薄膜玻璃Ge、Fe、V等氧化物硫硒碲化合物玻璃V、P、Ba氧化物、Fe、Ba、Cu氧化物、Ge、Na、K氧化物、（As2Se3）0.8、（Sb2SeI）0.2有機物芳香族化合物聚酰亞釉表面活性添加劑液體電解質(zhì)溶液熔融硫硒碲化合物水玻璃As、Se、Ge系熱敏電阻材料的分類（1）大分類小分類代表例子NTC單晶金剛石熱敏電阻材料的分類（2）PTC無機物BaTiO3系Zn、Ti、Ni氧化物系Si系、硫硒碲化合物（Ba、Sr、Pb）TiO3燒結(jié)體有機物石墨系有機物石墨、塑料石臘、聚乙烯、石墨液體三乙烯醇混合物三乙烯醇、水、NaClCTR

V、Ti氧化物系、Ag2S、（AgCu）、（ZnCdHg）BaTiO3單晶V、P、（Ba·Sr）氧化物Ag2S–CuS大分類小分類代表例子熱敏電阻材料的分類（2）PTC無機物BaTiO3系（Ba、S1.標(biāo)稱電阻R25（冷阻）標(biāo)稱電阻值是熱敏電阻在25±0.2℃時的阻值。二、熱敏電阻的基本參數(shù)2.材料常數(shù)BN是表征負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻器材料的物理特性常數(shù)。BN值決定于材料的激活能?E,具有BN=?E／2k的函數(shù)關(guān)系，式中k為波爾茲曼常數(shù)。一般BN值越大，則電阻值越大，絕對靈敏度越高。在工作溫度范圍內(nèi)，BN值并不是一個常數(shù)，而是隨溫度的升高略有增加的。3.電阻溫度系數(shù)（%/℃）熱敏電阻的溫度變化1℃時電阻值的變化率。4.耗散系數(shù)H熱敏電阻器溫度變化1℃所耗散的功率變化量。在工作范圍內(nèi)，當(dāng)環(huán)境溫度變化時,H值隨之變化,其大小與熱敏電阻的結(jié)構(gòu)、形狀和所處介質(zhì)的種類及狀態(tài)有關(guān)。1.標(biāo)稱電阻R25（冷阻）二、熱敏電阻的基本參數(shù)2.6.最高工作溫度Tmax熱敏電阻器在規(guī)定的技術(shù)條件下長期連續(xù)工作所允許的最高溫度：T0—環(huán)境溫度；PE—環(huán)境溫度為T0時的額定功率；H—耗散系數(shù)7.最低工作溫度Tmin熱敏電阻器在規(guī)定的技術(shù)條件下能長期連續(xù)工作的最低溫度。8.轉(zhuǎn)變點溫度Tc熱敏電阻器的電阻一溫度特性曲線上的拐點溫度，主要指正電阻溫度系數(shù)熱敏電阻和臨界溫度熱敏電阻。5.時間常數(shù)τ熱敏電阻器在零功率測量狀態(tài)下，當(dāng)環(huán)境溫度突變時電阻器的溫度變化量從開始到最終變量的63.2％所需的時間。它與熱容量C和耗散系數(shù)H之間的關(guān)系6.最高工作溫度Tmax5.時間常數(shù)τ9.額定功率PE熱敏電阻器在規(guī)定的條件下，長期連續(xù)負(fù)荷工作所允許的消耗功率。在此功率下,它自身溫度不應(yīng)超過Tmax。10.測量功率P0熱敏電阻器在規(guī)定的環(huán)境溫度下,受到測量電流加熱而引起的電阻值變化不超過0.1％時所消耗的功率11.工作點電阻RG在規(guī)定的溫度和正常氣候條件下，施加一定的功率后使電阻器自熱而達(dá)到某一給定的電阻值。12.工作點耗散功率PG電阻值達(dá)到RG時所消耗的功率。UG——電阻器達(dá)到熱平衡時的端電壓。9.額定功率PE12.工作點耗散功率PG13.功率靈敏度KG熱敏電阻器在工作點附近消耗功率lmW時所引起電阻的變化，即：在工作范圍內(nèi)，KG隨環(huán)境溫度的變化略有改變。14.穩(wěn)定性熱敏電阻在各種氣候、機械、電氣等使用環(huán)境中，保持原有特性的能力。它可用熱敏電阻器的主要參數(shù)變化率來表示。最常用的是以電阻值的年變化率或?qū)?yīng)的溫度變化率來表示。KG＝R/P15.熱電阻值RH指旁熱式熱敏電阻器在加熱器上通過給定的工作電流時,電阻器達(dá)到熱平衡狀態(tài)時的電阻值。16.加熱器電阻值Rr指旁熱式熱敏電阻器的加熱器，在規(guī)定環(huán)境溫度條件下的電阻值。13.功率靈敏度KGKG＝R/P15.熱電阻值RH1