第五熱電式傳感器演示文稿

第五熱電式傳感器演示文稿現(xiàn)在是1頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一優(yōu)選第五熱電式傳感器現(xiàn)在是2頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一1．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(cè)溫范圍為-20～＋500℃，最高上限為1000℃，精度為0.5級(jí)。（－）接觸式溫度傳感器3．陶瓷熱電阻測(cè)量范圍為–200～+500℃，精度為0.3、0.15級(jí)。4．超低溫?zé)犭娮鑳煞N碳電阻，可分別測(cè)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(cè)量場(chǎng)合使用。經(jīng)濟(jì)性好、價(jià)格便宜。現(xiàn)在是3頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一l．輻射高溫計(jì)用來(lái)測(cè)量1000℃以上高溫。分四種：光學(xué)高溫計(jì)、比色高溫計(jì)、輻射高溫計(jì)和光電高溫計(jì)。2．光譜高溫計(jì)前蘇聯(lián)研制的YCI—I型自動(dòng)測(cè)溫通用光譜高溫計(jì),其測(cè)量范圍為400～6000℃,它是采用電子化自動(dòng)跟蹤系統(tǒng),保證有足夠準(zhǔn)確的精度進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量。

（二）非接觸式溫度傳感器3．超聲波溫度傳感器特點(diǎn)是響應(yīng)快(約為10ms左右)，方向性強(qiáng)。目前國(guó)外有可測(cè)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(cè)量。如NBS公司用氦氖激光源的激光做光反射計(jì)可測(cè)很高的溫度，精度為1％。美國(guó)麻省理工學(xué)院正在研制一種激光溫度計(jì)，最高溫度可達(dá)8000℃，專門(mén)用于核聚變研究。瑞士BrowaBorer研究中心用激光溫度傳感器可測(cè)幾千開(kāi)(K)的高溫?，F(xiàn)在是4頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一第一節(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(cè)量電路五、熱電偶冷端補(bǔ)償方式六、熱電偶的選擇、安裝使用和校驗(yàn)現(xiàn)在是5頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一定義：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(diǎn)處于不同的溫度場(chǎng)中（設(shè)T＞T0），則在此閉合回路中就有電流產(chǎn)生，也就是說(shuō)回路中有電動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)，叫熱電勢(shì)。熱電勢(shì)由兩部分組成，即接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)。熱端冷端現(xiàn)在是6頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一1、接觸電勢(shì)+eAB(T)TAB-eAB(T)——導(dǎo)體A、B結(jié)點(diǎn)在溫度T時(shí)形成的接觸電動(dòng)勢(shì)；

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(mén)時(shí)的電子密度。接觸電勢(shì)的大小與溫度高低及導(dǎo)體中的電子密度有關(guān)?，F(xiàn)在是7頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一AeA(T,To)ToTeA(T，T0)——導(dǎo)體A兩端溫度為T(mén)、T0時(shí)形成的溫差電動(dòng)勢(shì)；T，T0——高低端的絕對(duì)溫度；σA——湯姆遜系數(shù)，表示導(dǎo)體A兩端的溫度差為1℃時(shí)所產(chǎn)生的溫差電動(dòng)勢(shì)，例如在0℃時(shí)，銅的σ=2μV/℃。2、溫差電勢(shì)溫差電勢(shì)的大小與材料性質(zhì)及兩端溫度有關(guān)?，F(xiàn)在是8頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一由導(dǎo)體材料A、B組成的閉合回路，其接點(diǎn)溫度分別為T(mén)、T0,如果T＞T0、NA＞NB，則必存在著兩個(gè)接觸電勢(shì)和兩個(gè)溫差電勢(shì)，回路總電勢(shì)：T0TeAB(T)eAB(T0)eA(T,T0)eB(T,T0)AB3、回路總電勢(shì)NAT、NAT0——導(dǎo)體A在結(jié)點(diǎn)溫度為T(mén)和T0時(shí)的電子密度；NBT、NBT0——導(dǎo)體B在結(jié)點(diǎn)溫度為T(mén)和T0時(shí)的電子密度；σA

、σB——導(dǎo)體A和B的湯姆遜系數(shù)?，F(xiàn)在是9頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一導(dǎo)體材料確定后，熱電勢(shì)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(shì)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(cè)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(shí)才能有熱電勢(shì)產(chǎn)生。熱電偶回路熱電勢(shì)只與組成熱電偶的材料及兩端溫度有關(guān)；與熱電偶的長(zhǎng)度、粗細(xì)無(wú)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(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)，因?yàn)楫?dāng)A、B兩種導(dǎo)體是同一種材料時(shí)，ln(NA/NB)=0，也即EAB(T，T0)=0。4、有關(guān)熱電偶的幾點(diǎn)結(jié)論：現(xiàn)在是10頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一二、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(méi)有電流(即不產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì))；反之，如果有電流流動(dòng)，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現(xiàn)在是11頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一將第三種材料C接入由A、B組成的熱電偶回路，A、C接點(diǎn)與C、B的接點(diǎn)均處于相同溫度T0之中，此回路的總電勢(shì)不變.現(xiàn)在是12頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一ET0T0TET0T1T1T根據(jù)上述原理，可以在熱電偶回路中接入電位計(jì)E，只要保證電位計(jì)與連接熱電偶處的接點(diǎn)溫度相等，就不會(huì)影響回路中原來(lái)的熱電勢(shì)，接入的方式見(jiàn)下圖所示。

現(xiàn)在是13頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一3.參考電極定律

T0

BBCCAA

T

T0

T

T0

T

兩式相減得根據(jù)定律2，當(dāng)T=T0時(shí)現(xiàn)在是14頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一即：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(shì)已知，則此兩種導(dǎo)體組成的熱電偶的熱電勢(shì)已知。由此可知，當(dāng)任意電極B、C、D…與A組成的熱電偶產(chǎn)生熱電勢(shì)為已知時(shí)，就可以求出這些熱電極彼此任意組成熱電偶時(shí)的熱電勢(shì)?，F(xiàn)在是15頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一4.連接導(dǎo)體定律BB`A`AABA`B`

T

Tn

T0

Tn

T

Tn

Tn

T0

+現(xiàn)在是16頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一由此可知，回路總熱電勢(shì)等于熱電偶電勢(shì)EAB(T,Tn)與連接導(dǎo)線熱電勢(shì)EA`B`(Tn,T0)的代數(shù)和，連接導(dǎo)體定律是工業(yè)上應(yīng)用補(bǔ)償導(dǎo)線進(jìn)行溫度測(cè)量理論的基礎(chǔ)。ABTTnTnA’B’T0T0熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線接線圖E只要T、T0不變，接入AˊBˊ后不管接點(diǎn)溫度Tn如何變化，都不影響總熱電勢(shì)。這便是引入補(bǔ)償導(dǎo)線原理?，F(xiàn)在是17頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一5.中間溫度定律BBA

T2

T1

T3

AAB如果不同的兩種導(dǎo)體材料組成熱電偶回路,其接點(diǎn)溫度分別為T(mén)1、T2時(shí),則其熱電勢(shì)為EAB(T1,T2)；當(dāng)接點(diǎn)溫度為T(mén)2、T3時(shí)，其熱電勢(shì)為EAB(T2,T3)；當(dāng)接點(diǎn)溫度為T(mén)1、T3時(shí)，其熱電勢(shì)為EAB(T1,T3)，則

EAB（T1,T3）=EAB（T1,T2）+EAB（T2,T3）現(xiàn)在是18頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一EAB（T1,T3）=EAB（T1,0）+EAB（0,T3）

=EAB（T1,0）-EAB（T3,0）=EAB（T1）-EAB（T3）

對(duì)于冷端溫度不是零度時(shí)，熱電偶如何分度表的問(wèn)題提供了依據(jù)。如當(dāng)T2=0℃時(shí)，則：定律4中導(dǎo)體A與A`，B與B`材料相同時(shí)現(xiàn)在是19頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一三、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(shí)驗(yàn)室用時(shí)，也可不裝保護(hù)套管，以減小熱慣性。1－接線盒；2－保險(xiǎn)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現(xiàn)在是20頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一(a)(b)(c)(d)

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

測(cè)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)—帽型現(xiàn)在是21頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一3．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(diǎn)極薄(0.01～0.lμm)41231—熱電極;2—熱接點(diǎn);3—絕緣基板;4—引出線因此，特別適用于對(duì)壁面溫度的快速測(cè)量。安裝時(shí),用粘結(jié)劑將它粘結(jié)在被測(cè)物體壁面上。目前我國(guó)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(cè)溫范圍在300℃以下；反應(yīng)時(shí)間僅為幾ms?，F(xiàn)在是22頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一四、常用測(cè)量電路1.測(cè)量單點(diǎn)溫度電路2.測(cè)量溫差的基本電路ABA’UiT2T1BAB’A’TABA’B’T0T0Ui現(xiàn)在是23頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一3.測(cè)量平均溫度基本電路ABUiT1B’ABT2ABT3R1R2R3A’T0T0T0T0T0現(xiàn)在是24頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一1.冰點(diǎn)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(shí)驗(yàn)中使用。為了避免冰水導(dǎo)電引起兩個(gè)連接點(diǎn)短路，必須把連接點(diǎn)分別置于兩個(gè)玻璃試管里，浸入同一冰點(diǎn)槽，使相互絕緣。mVABA’B’TCC’儀表銅導(dǎo)線試管補(bǔ)償導(dǎo)線熱電偶冰點(diǎn)槽冰水溶液T0五、熱電偶冷端補(bǔ)償方式現(xiàn)在是25頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一2.計(jì)算修正法用普通室溫計(jì)算出參比端實(shí)際溫度TH，利用公式計(jì)算例用銅-康銅熱電偶測(cè)某一溫度T，參比端在室溫環(huán)境TH中，測(cè)得熱電動(dòng)勢(shì)EAB(T，TH)=1.999mV，又用室溫計(jì)測(cè)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(duì)應(yīng)的熱端溫度T=68℃。注意:既不能只按1.999mV查表，認(rèn)為T(mén)=49℃，也不能把49℃加上21℃，認(rèn)為T(mén)=70℃。EAB(T,T0)=EAB(T,TH)+EAB(TH,T0)現(xiàn)在是26頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一3.補(bǔ)正系數(shù)法把參比端實(shí)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(cè)溫度T。用公式表達(dá)即

式中：T——為未知的被測(cè)溫度；T′——為參比端在室溫下熱電偶電勢(shì)與分度表上對(duì)應(yīng)的某個(gè)溫度；TH——室溫；k——為補(bǔ)正系數(shù)，其它參數(shù)見(jiàn)下表。例用鉑銠10－鉑熱電偶測(cè)溫，已知冷端溫度TH=35℃，這時(shí)熱電動(dòng)勢(shì)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?gòu)南卤碇胁槌?，?duì)應(yīng)于1150℃的補(bǔ)正系數(shù)k=0.53。于是，被測(cè)溫度

T=1150+0.53×35=1168.3（℃）用這種辦法稍稍簡(jiǎn)單一些，比計(jì)算修正法誤差可能大一點(diǎn)，但誤差不大于0.14％。T＝

T′＋

kTH現(xiàn)在是27頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一溫度T′/℃補(bǔ)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(bǔ)正系數(shù)現(xiàn)在是28頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一例用動(dòng)圈儀表配合熱電偶測(cè)溫時(shí)，如果把儀表的機(jī)械零點(diǎn)調(diào)到室溫TH的刻度上,在熱電動(dòng)勢(shì)為零時(shí)，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(shí)，才能使EAB(T,TH)=0，這樣，指示值就和熱端的實(shí)際溫度一致了。這種辦法非常簡(jiǎn)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(diǎn)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(chē)間或有空調(diào)的場(chǎng)所）。實(shí)質(zhì)：在測(cè)量結(jié)果中人為地加一個(gè)恒定值，因?yàn)槔涠藴囟确€(wěn)定不變，電動(dòng)勢(shì)EAB(TH,0)是常數(shù)，利用指示儀表上調(diào)整零點(diǎn)的辦法，加大某個(gè)適當(dāng)?shù)闹刀鴮?shí)現(xiàn)補(bǔ)償?，F(xiàn)在是29頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一5.冷端補(bǔ)償器法利用不平衡電橋產(chǎn)生熱電勢(shì)補(bǔ)償熱電偶因冷端溫度變化而引起熱電勢(shì)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(gè)橋臂和橋路電源組成。設(shè)計(jì)時(shí)，在0℃下使電橋平衡(R1=R2=R3=RCu)，此時(shí)Uab=0，電橋?qū)x表讀數(shù)無(wú)影響。

冷端補(bǔ)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(bǔ)償作用。注意，不同材質(zhì)的熱電偶所配的冷端補(bǔ)償器，其中的限流電阻R不一樣，互換時(shí)必須重新調(diào)整?，F(xiàn)在是30頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一1.熱電偶的選擇、安裝使用熱電偶的選用應(yīng)該根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的溫度、壓力、介質(zhì)性質(zhì)、測(cè)溫時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)選擇熱電偶和保護(hù)套管。其安裝地點(diǎn)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(jì)連用（XCZ型動(dòng)圈式儀表）或與電子電位差計(jì)聯(lián)用，后者精度較高，且能自動(dòng)記錄。另外也可通過(guò)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(hào).六、熱電偶的選擇、安裝使用和校驗(yàn)現(xiàn)在是31頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一熱電偶分度號(hào)校驗(yàn)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(cè)熱電勢(shì)的±0.4%EU–2400，600，800，1000～400±4>400占所測(cè)熱電勢(shì)的±0.75%EA–2300，400，6000～300±4>300占所測(cè)熱電勢(shì)的±1%2.熱電偶的定期校驗(yàn)

校驗(yàn)的方法是用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶與被校驗(yàn)熱電偶裝在同一校驗(yàn)爐中進(jìn)行對(duì)比，誤差超過(guò)規(guī)定允許值為不合格。圖為熱電偶校驗(yàn)裝置示意圖，最佳校驗(yàn)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(jiàn)下表?，F(xiàn)在是32頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一78564321穩(wěn)壓電源220V熱電偶校驗(yàn)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(kāi)關(guān)；7-測(cè)試儀表；8-試管現(xiàn)在是33頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一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。在溫度傳感器中應(yīng)用最多的有熱電偶、熱電阻（如鉑、銅電阻溫度計(jì)等）和熱敏電阻。熱敏電阻發(fā)展最為迅速，由于其性能得到不斷改進(jìn)，穩(wěn)定性已大為提高，在許多場(chǎng)合下（-40～＋350℃）熱敏電阻已逐漸取代傳統(tǒng)的溫度傳感器。主要講述熱敏電阻的特點(diǎn)、分類，基本參數(shù)，主要特性和應(yīng)用等。

第二節(jié)熱敏電阻傳感器現(xiàn)在是34頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一（一）熱敏電阻的特點(diǎn)

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(duì)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。

3．阻值在1～10M之間可供自由選擇使用時(shí)，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(bǔ)償，所以適合于遠(yuǎn)距離測(cè)溫和控溫使用。一、熱敏電阻的特點(diǎn)與分類現(xiàn)在是35頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一

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(bào)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(jià)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(chǎng)影響很小，這是十分可貴的特點(diǎn)?，F(xiàn)在是36頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一熱敏電阻的種類很多，分類方法也不相同。按熱敏電阻的阻值與溫度關(guān)系這一重要特性可分為：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(jiǎn)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(jiǎn)稱NTC熱敏電阻器。它的材料主要是一些過(guò)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(gè)數(shù)量級(jí)，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

現(xiàn)在是37頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一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(wú)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(jī)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系現(xiàn)在是38頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一熱敏電阻材料的分類（2）PTC無(wú)機(jī)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(jī)物石墨系有機(jī)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現(xiàn)在是39頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一1.標(biāo)稱電阻R25（冷阻）標(biāo)稱電阻值是熱敏電阻在25±0.2℃時(shí)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(duì)靈敏度越高。在工作溫度范圍內(nèi)，BN值并不是一個(gè)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(shí)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(shí),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)?，F(xiàn)在是40頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一6.最高工作溫度Tmax熱敏電阻器在規(guī)定的技術(shù)條件下長(zhǎng)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T(mén)0時(shí)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(zhǎng)期連續(xù)工作的最低溫度。8.轉(zhuǎn)變點(diǎn)溫度Tc熱敏電阻器的電阻一溫度特性曲線上的拐點(diǎn)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(shí)間常數(shù)τ熱敏電阻器在零功率測(cè)量狀態(tài)下，當(dāng)環(huán)境溫度突變時(shí)電阻器的溫度變化量從開(kāi)始到最終變量的63.2％所需的時(shí)間。它與熱容量C和耗散系數(shù)H之間的關(guān)系現(xiàn)在是41頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一9.額定功率PE熱敏電阻器在規(guī)定的條件下，長(zhǎng)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(guò)Tmax。10.測(cè)量功率P0熱敏電阻器在規(guī)定的環(huán)境溫度下,受到測(cè)量電流加熱而引起的電阻值變化不超過(guò)0.1％時(shí)所消耗的功率11.工作點(diǎn)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(diǎn)耗散功率PG電阻值達(dá)到RG時(shí)所消耗的功率。UG——電阻器達(dá)到熱平衡時(shí)的端電壓?，F(xiàn)在是42頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一13.功率靈敏度KG熱敏電阻器在工作點(diǎn)附近消耗功率lmW時(shí)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(jī)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(lái)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(lái)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(guò)給定的工作電流時(shí),電阻器達(dá)到熱平衡狀態(tài)時(shí)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?，F(xiàn)在是43頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一18.標(biāo)稱工作電流I指在環(huán)境溫度25℃時(shí)，旁熱式熱敏電阻器的電阻值被穩(wěn)定在某一規(guī)定值時(shí)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(duì)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(guò)的最大電流。現(xiàn)在是44頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一（一）熱敏電阻器的電阻——溫度特性（RT—T）

1234鉑絲40601201600100101102103104105106RT/Ω溫度T/oC1-NTC；2-CTR；

3-4PTC三、熱敏電阻器主要特性ρT—T與RT—T特性曲線一致?，F(xiàn)在是45頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一RT、RT0——溫度為T(mén)、T0時(shí)熱敏電阻器的電阻值；

BN——NTC熱敏電阻的材料常數(shù)。由測(cè)試結(jié)果表明，不管是由氧化物材料，還是由單晶體材料制成的NTC熱敏電阻器，在不太寬的溫度范圍（小于450℃），都能利用該式，它僅是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式。1負(fù)電阻溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻器的溫度特性NTC的電阻—溫度關(guān)系的一般數(shù)學(xué)表達(dá)式為：如果以lnRT、1/T分別作為縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)，則上式是一條斜率為BN

，通過(guò)點(diǎn)(1/T，lnRT)的一條直線,如圖?，F(xiàn)在是46頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一105104103102

0-101030507085100120T/oC電阻/ΩNTC熱敏電阻器的電阻--溫度曲線材料的不同或配方的比例和方法不同，則BN也不同。用lnRT–1/T表示負(fù)電阻溫度系數(shù)熱敏電阻—溫度特性，在實(shí)際應(yīng)用中比較方便。現(xiàn)在是47頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一為了使用方便，常取環(huán)境溫度為25℃作為參考溫度（即T0=25℃），則NTC熱敏電阻器的電阻—溫度關(guān)系式：02550751001250.511.522.533.5(25oC,1)RT/RT0--T特性曲線RT/R25T現(xiàn)在是48頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一RT／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／R25現(xiàn)在是49頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一2.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=175oC現(xiàn)在是50頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一PTC熱敏電阻的工作溫度范圍較窄，在工作區(qū)兩端，電阻—溫度曲線上有兩個(gè)拐點(diǎn)：Tp1和Tp2。當(dāng)溫度低于Tp1時(shí)，溫度靈敏度低；當(dāng)溫度升高到Tp1后，電阻值隨溫度值劇烈增高（按指數(shù)規(guī)律迅速增大）；當(dāng)溫度升到Tp2時(shí)，正溫度系數(shù)熱敏電阻器在工作溫度范圍內(nèi)存在溫度Tc，對(duì)應(yīng)有較大的溫度系數(shù)αtp

。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)：在工作溫度范圍內(nèi)，正溫度系數(shù)熱敏電阻器的電阻—溫度特性可近似用下面的實(shí)驗(yàn)公式表示：式中RT、RT0——溫度分別為T(mén)、T0時(shí)的電阻值；

BP——正溫度系數(shù)熱敏電阻器的材料常數(shù)。若對(duì)上式取對(duì)數(shù)，則得：以lnRT、T分別作為縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)，便得到下圖?，F(xiàn)在是51頁(yè)\一共有60頁(yè)\編輯于星期一

）可見(jiàn)：正溫度系數(shù)熱敏電阻器的電阻溫度系數(shù)αtp

，正好等于它的材料常數(shù)BP的值。lnRr1lnR