上傳人：悟***

認(rèn)證信息

認(rèn)證類(lèi)型：個(gè)人認(rèn)證

認(rèn)證主體：胡**（實(shí)名認(rèn)證）

IP屬地：安徽

IP屬地：安徽 上傳時(shí)間：2023-05-11 格式：PPT 頁(yè)數(shù)：48 大?。?.68MB 積分：20 舉報(bào) 版權(quán)申訴

測(cè)溫?zé)犭娮鑲鞲衅?/p>

本節(jié)介紹金屬熱電阻、熱敏電阻、濕敏電阻傳感器的原理、結(jié)構(gòu)、分類(lèi)、測(cè)量轉(zhuǎn)換電路及應(yīng)用等，介紹了三線(xiàn)制測(cè)量電路。測(cè)溫?zé)犭娮鑲鞲衅鞯姆诸?lèi)

一、金屬熱電阻的正溫度系數(shù)溫度升高，金屬內(nèi)部原子晶格的振動(dòng)加劇，從而使金屬內(nèi)部的自由電子通過(guò)金屬導(dǎo)體時(shí)的阻礙增大，宏觀(guān)上表現(xiàn)出電阻率變大，電阻值增加，稱(chēng)其為正溫度系數(shù)，即電阻值與溫度的變化趨勢(shì)相同。

測(cè)溫?zé)犭娮杩煞譃榻饘俸桶雽?dǎo)體兩大類(lèi)。金屬絲電阻隨溫度增高而變大的演示

取一只100W/220V燈泡，用萬(wàn)用表測(cè)量其電阻值，可以發(fā)現(xiàn)其冷態(tài)阻值只有幾十歐姆，而計(jì)算得到的額定熱態(tài)電阻值應(yīng)為484Ω。請(qǐng)說(shuō)明鎢絲的溫度系數(shù)的正負(fù)。超導(dǎo)現(xiàn)象

1911年，荷蘭物理學(xué)家昂內(nèi)斯（KamerlinghOnnes）在用液氦將汞的溫度降到4.2K時(shí)，發(fā)現(xiàn)汞的電阻降為零。昂內(nèi)斯將這種現(xiàn)象稱(chēng)為物質(zhì)的超導(dǎo)性。后來(lái)昂內(nèi)斯和其他科學(xué)家陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了其他一些金屬也是超導(dǎo)體。昂內(nèi)斯因?yàn)檫@項(xiàng)重大發(fā)現(xiàn)而獲得1913年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。超導(dǎo)磁懸浮易提純、復(fù)現(xiàn)性好的金屬材料才可用于制作熱電阻

制作熱電阻的材料必須具有電阻溫度系數(shù)大、線(xiàn)性好、性能穩(wěn)定、一致性好、使用溫度范圍寬、加工容易等特點(diǎn)。（）金屬熱電阻材料的主要技術(shù)性能

熱電阻的阻值Rt與溫度t的關(guān)系表達(dá)式Rt=R0(1+At+Bt2+Ct3+Dt4)式中Rt——熱電阻在t時(shí)的電阻值；R0——熱電阻在0℃時(shí)的電阻值；A、B、C、D——溫度系數(shù)熱電阻的阻值Rt與t之間并不完全呈線(xiàn)性關(guān)系。在規(guī)定的測(cè)溫范圍內(nèi)，根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）頒布的分度表數(shù)值，列出每隔1℃的Rt電阻值，這種表格稱(chēng)為熱電阻分度表，見(jiàn)附錄C。在工程中，若不考慮線(xiàn)性度誤差的影響，有時(shí)也可以利用溫度系數(shù)α來(lái)近似計(jì)算熱電阻的阻值Rt。即：Rt=R0(1+αt）。裝配式鉑熱電阻

0℃時(shí)的電阻為100Ω接線(xiàn)盒薄膜式鉑熱電阻

5/11/20239Pt1000薄膜熱電阻在0℃時(shí)的電阻為1kΩ，最大工作電流小于0.3mA。在真空清潔室中，將鉑金屬?lài)娚湓谔沾审w上，然后用激光進(jìn)行光刻和阻值的微調(diào),再焊接兩根引線(xiàn)。在鉑金上涂上一層特殊的絕緣玻璃層。薄膜熱電阻的響應(yīng)時(shí)間只需幾秒。薄膜式鉑熱電阻工藝過(guò)程示意圖

5/11/202310小型鉑熱電阻

防爆式鉑熱電阻

堅(jiān)實(shí)的外殼起“隔爆”作用，工作電流控制在安全范圍。鎧裝式鉑熱電阻

1－接線(xiàn)盒2－引出線(xiàn)密封管3－法蘭盤(pán)4－柔性外套管（可達(dá)百米）5－測(cè)溫端部端面式熱電阻及其在測(cè)溫端面的安裝能更快速地反映被測(cè)端面的實(shí)際溫度。5/11/202314汽車(chē)用水溫傳感器及水溫表

銅熱電阻學(xué)習(xí)查“鉑熱電阻分度表”如何判斷鉑熱電阻是否線(xiàn)性鉑電阻溫度顯示、變送器上下限設(shè)定鍵上限下限上上限下下限測(cè)量值可設(shè)定溫度的溫度控制箱

旋轉(zhuǎn)式機(jī)械設(shè)定開(kāi)關(guān)

撥碼式設(shè)定開(kāi)關(guān)不易被改動(dòng)，適合車(chē)間使用金屬熱電阻的測(cè)量轉(zhuǎn)換電路方案一：二線(xiàn)制電橋測(cè)量電路R1為鉑熱電阻，R2、R3、R4為錳銅精密電阻(固定電阻)。電橋的調(diào)零在0℃的情況下進(jìn)行。熱電阻Rt被安裝在測(cè)溫點(diǎn)上,然后用連接導(dǎo)線(xiàn)連接到電橋的接線(xiàn)端子上。引線(xiàn)電阻r1a、r1b及其隨長(zhǎng)度和溫度的變化將引起測(cè)量誤差。方案二：四線(xiàn)制恒流測(cè)量電路恒流源Ii的恒定激勵(lì)電流流過(guò)Rt，在Rt上產(chǎn)生降壓Uo=IiRt。輸出電壓Uo的變化量ΔUo與被測(cè)溫度變化引起的電阻變化量ΔR成正比。由于輸出電壓是直接從Rt兩端引出的，所以激勵(lì)電流Ii在r1a、r1b上的壓降就不被包括到Uo中，因此可以克服引線(xiàn)電阻的影響。本底電壓Uo0所占比例較大，而反映溫度變化的ΔUo相對(duì)較小，降低了系統(tǒng)的分辨力。方案三：三線(xiàn)制電橋測(cè)量電路1－連接電纜2－屏蔽層3－恒流源4－法蘭盤(pán)安裝孔R(shí)P1－調(diào)零電位器RP2－調(diào)滿(mǎn)度電位器三線(xiàn)制電橋特點(diǎn)采用三線(xiàn)制單臂電橋可以消除和減小引線(xiàn)電阻的影響。熱電阻Rt用三根導(dǎo)線(xiàn)①、②、③引至測(cè)溫電橋。

其中兩根引線(xiàn)的內(nèi)阻（r1、r4）分別串入測(cè)量電橋相鄰兩臂的R1、R4上，(R1+r1)/R2=(R4+r4)/R3。引線(xiàn)的長(zhǎng)度變化不影響電橋的平衡，所以可以避免因連接導(dǎo)線(xiàn)電阻受環(huán)境影響而引起的測(cè)量誤差。放大器4個(gè)主要電阻阻值的確定若希望t＝100℃時(shí)，放大器的輸出電壓Uo2＝1.00V,則K=10.82倍。Rf的取值不能太小，一般應(yīng)大于10kΩ。若考慮到非理想運(yùn)放的輸入失調(diào)電流和失調(diào)電壓以及輸入偏置電流均不為零，所以Rf不應(yīng)超過(guò)1MΩ。為了增大橋路的負(fù)載電阻,可以取R11=R12為整數(shù)值100kΩ,則R13=Rf的理論值約為1082k,取標(biāo)稱(chēng)值1MΩ。若選用Pt100標(biāo)準(zhǔn)熱電阻，當(dāng)t＝100℃時(shí)，查Pt100分度表，得到R100℃=134.71Ω。設(shè)橋路激勵(lì)源電壓Uac=1.25V，選取R3、R4為100Ω精密錳銅線(xiàn)繞電阻，流過(guò)熱電阻的電流不能超過(guò)10mA。若忽略r1、r2、RP1、RP2、R7的影響，由分壓比公式可得橋路的輸出電壓為利用熱絲（鉑熱電阻）測(cè)量氣體流速（流量）內(nèi)置鉑金熱絲風(fēng)利用熱絲測(cè)量氣體流速（流量）內(nèi)置鉑金絲被加熱到200℃風(fēng)鉑絲接入單臂電橋tv二、熱敏電阻傳感器（簡(jiǎn)稱(chēng)熱敏電阻）

熱敏電阻分類(lèi)：負(fù)溫度系數(shù)（NTC，NegativeTemperatureCoefficient）、正溫度系數(shù)（PTC，PositiveTemperatureCoefficient）之分。

NTC又可分為兩大類(lèi)：第一類(lèi)的電阻值與溫度之間呈嚴(yán)格的負(fù)指數(shù)關(guān)系，因此可用于測(cè)量溫度：

第二類(lèi)為突變型（CTR）。當(dāng)溫度上升到某臨界點(diǎn)時(shí)，其電阻值突然下降，可用于控制溫度或抑制浪涌電流。NTC熱敏電阻的

材料與特性以錳、鈷、鎳和銅等金屬氧化物為主要材料,采用陶瓷工藝制造而成。在低溫時(shí),這些氧化物材料的載流子(電子和空穴)數(shù)目少,所以其電阻值較高。隨著溫度的升高,載流子數(shù)目增加,所以電阻值降低。電阻率和溫度系數(shù)隨材料成分比例、燒結(jié)溫度和結(jié)構(gòu)狀態(tài)不同而變化。

現(xiàn)在還出現(xiàn)了以碳化硅、硒化錫、氮化鉭等為代表的非氧化物系列NTC熱敏電阻材料。熱敏電阻的外形、結(jié)構(gòu)及符號(hào)

a）圓片形b）柱形c）珠形d）鎧裝型e）厚膜型f）貼片式g）圖形符號(hào)1－熱敏電阻2－玻璃外殼3－引出線(xiàn)4－純銅外殼5－傳熱安裝孔PTC熱敏電阻在鈦酸鋇里摻雜其它的多晶陶瓷材料,壓制成圓片等形狀,燒結(jié)而成PTC熱敏電阻，屬于臨界溫度型(CTR)。當(dāng)溫度上升到某臨界點(diǎn)時(shí),其電阻值突然上升,可用于電路的限流、過(guò)載保護(hù)。大功率PTC還可用作暖風(fēng)機(jī)中的加熱元件。恒溫加熱用PTC熱敏電阻下圖所示的四根曲線(xiàn)分別為哪一種熱敏電阻？例：熱敏電阻的特性曲線(xiàn)如下圖曲線(xiàn)2，

R0＝1MΩ,

t0＝25℃,B=4000,

求:100℃時(shí)的電阻值

解：T=273+100=373K（開(kāi)氏）結(jié)論：NTC在100℃時(shí)的阻值大約只有25℃時(shí)的(1/15)

。熱敏電阻外形

MF12型NTC熱敏電阻聚脂塑料封裝熱敏電阻其他形式的熱敏電阻

玻璃封裝NTC熱敏電阻MF58型熱敏電阻其他形式的熱敏電阻

帶安裝孔的熱敏電阻大電流PTC熱敏電阻其他形式的熱敏電阻（續(xù)）

貼片式NTC熱敏電阻其他形式的熱敏電阻（續(xù)）

MF58型（珠形）高準(zhǔn)確度負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻MF5A-3型熱敏電阻各種非標(biāo)熱敏電阻非標(biāo)熱敏電阻（續(xù)）

非標(biāo)熱敏電阻（續(xù)）

熱敏電阻式溫度面板表

熱敏電阻

LCD顯示器熱敏電阻電子體溫表

熱敏電阻電子體溫表的調(diào)試、標(biāo)定方法

調(diào)試時(shí)，應(yīng)該先調(diào)哪一只電位器，再調(diào)哪一只電位器？使用分隔刻度為0.1℃的高準(zhǔn)確度溫度計(jì),校驗(yàn)本設(shè)計(jì)刻度中其他各點(diǎn)是否準(zhǔn)確,并用單片機(jī)進(jìn)行線(xiàn)性化顯示.a）橋式電路b）調(diào)頻式電路c）數(shù)字式體溫表1－熱敏電阻2－指針式顯示器3－調(diào)零電位器4－調(diào)滿(mǎn)度電位器熱敏電阻與電容器組成的RC多諧振蕩器

多諧振蕩器又稱(chēng)為矩形波發(fā)生器。去計(jì)算機(jī)的計(jì)數(shù)器Rtff例：熱敏電阻與電容器組成的RC多諧振蕩器如下圖所示，C=0.001μF，被測(cè)溫度從0℃增加到100℃時(shí)，Rt從1MΩ減小到67kΩ，

求：多諧振蕩器的頻率變化范圍。解：f0℃≈1/(2R0℃

?C)=1/(2×1×106×0.001×10-6)=500Hzf100℃≈1/(2R0℃C)=1/(2×67×0.001)≈7.5kHztRtff熱敏電阻用于CPU的溫度測(cè)量

.熱敏電阻用于電熱水器的溫度控制

熱敏電阻用于繼電器控制

在電動(dòng)機(jī)的定子繞組中嵌入負(fù)溫度突變型熱敏電阻，并與繼電器串聯(lián)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí)定子電流增大，引起發(fā)熱。當(dāng)溫度大于突變點(diǎn)時(shí)，電路中的電流可以由十分之幾毫安突變?yōu)閹资涟?，因此繼電器動(dòng)作，觸發(fā)電動(dòng)機(jī)保護(hù)電路，從而實(shí)現(xiàn)過(guò)熱保護(hù)。由以上分析可知，必須使用負(fù)溫度系數(shù)的突變型熱敏電阻與繼電器串聯(lián)。溫度突變點(diǎn)應(yīng)略高于電動(dòng)機(jī)最高工作殼溫。KA為續(xù)流二