热电阻传感器.pptx

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1、会计学1热电阻传感器热电阻传感器(1)(1)铂热电阻铂热电阻 铂铂热热电电阻阻的的特特点点是是精精度度高高、稳稳定定性性好好、性性能能可可靠靠,所所以以在在温温度度传传感感器器中中得得到到了了广广泛泛应应用用。按按IECIEC标标准准,铂铂热热电电阻阻的的使使用用温温度度范范围围为为-200-200960960。铂铂电电阻阻阻阻值值与与温温度度变变化化之之间间的关系可以近似用下式表示为：的关系可以近似用下式表示为：Rt和和R0分别为分别为t和和0时电阻值时电阻值;A、B和和C为由实为由实验测得的温度系数。验测得的温度系数。第1页/共26页 热电阻在温度热电阻在温度t时的电阻值与时的电阻值与R0

2、 有关。目有关。目前我国规定工业用铂热电阻有前我国规定工业用铂热电阻有R0=10和和R0=100两种两种,它们的分度号分别为它们的分度号分别为Pt10和和Pt100,分别有相应分度表分别有相应分度表,即即Rt-t 的关系表的关系表,这样在实际测量中这样在实际测量中,只要测得热电阻的阻值只要测得热电阻的阻值Rt,便可从分度表上查出对应的温度值。便可从分度表上查出对应的温度值。第2页/共26页学习查学习查“铂热电阻分度铂热电阻分度表表”附录附录 铂热电阻分度表铂热电阻分度表 p373 p373 第3页/共26页铜热电阻结构示意图 铂热电阻结构示意图 第4页/共26页(2)铜热电阻铜热电阻 由于铂是

3、贵重金属由于铂是贵重金属,因此因此,在一些测量精度要在一些测量精度要求不高且温度较低的场合求不高且温度较低的场合,可采用铜热电阻进行测可采用铜热电阻进行测温温,它的测量范围为它的测量范围为-50+150。铜热电阻在测量范围内其电阻值与温度的关铜热电阻在测量范围内其电阻值与温度的关系几乎是线性的系几乎是线性的,可近似地表示为可近似地表示为:式中式中 为铜电阻的电阻温度系数为铜电阻的电阻温度系数,取取 =（4.254.28）10-3/。第5页/共26页 铜热电阻线性好铜热电阻线性好,价格便宜价格便宜,但它易氧但它易氧化化,不适宜在腐蚀性介质或高温下工作。不适宜在腐蚀性介质或高温下工作。铜热电组的两

4、种分度号为铜热电组的两种分度号为Cu50(R0=50)和和Cu100（R0=100）。）。第6页/共26页铜热电阻铜热电阻第7页/共26页2.2.2热敏电阻热敏电阻 半导体热敏电阻是利用半导体材料的电阻半导体热敏电阻是利用半导体材料的电阻半导体热敏电阻是利用半导体材料的电阻半导体热敏电阻是利用半导体材料的电阻率随温度变化而变化的性质制成的温度敏感元率随温度变化而变化的性质制成的温度敏感元率随温度变化而变化的性质制成的温度敏感元率随温度变化而变化的性质制成的温度敏感元件。半导体材料和金属材料具有完全不同的导件。半导体材料和金属材料具有完全不同的导件。半导体材料和金属材料具有完全不同的导件。半导体

5、材料和金属材料具有完全不同的导电机理，大多数金属的电阻值随温度的升高而电机理，大多数金属的电阻值随温度的升高而电机理，大多数金属的电阻值随温度的升高而电机理，大多数金属的电阻值随温度的升高而增大，而大多数半导体的电阻值随温度升高而增大，而大多数半导体的电阻值随温度升高而增大，而大多数半导体的电阻值随温度升高而增大，而大多数半导体的电阻值随温度升高而急剧地下降。在温度变化急剧地下降。在温度变化急剧地下降。在温度变化急剧地下降。在温度变化1111时，金属电阻的阻时，金属电阻的阻时，金属电阻的阻时，金属电阻的阻值变化值变化值变化值变化0.4%0.4%0.4%0.4%0.6%0.6%0.6%0.6%，

6、而半导体热敏电阻的阻值，而半导体热敏电阻的阻值，而半导体热敏电阻的阻值，而半导体热敏电阻的阻值变化变化变化变化3%3%3%3%6%6%6%6%。由于半导体热敏电阻随温度变化。由于半导体热敏电阻随温度变化。由于半导体热敏电阻随温度变化。由于半导体热敏电阻随温度变化的灵敏度高，因此可用它来测量的灵敏度高，因此可用它来测量的灵敏度高，因此可用它来测量的灵敏度高，因此可用它来测量0.010.010.010.01或更小或更小或更小或更小的温度差异。的温度差异。的温度差异。的温度差异。第8页/共26页热敏电阻的温度特性热敏电阻的温度特性热敏电阻的温度特性热敏电阻的温度特性 按半导体电阻随温度变化特性按半导

7、体电阻随温度变化特性按半导体电阻随温度变化特性按半导体电阻随温度变化特性不同，热敏电阻可分为三种类型。负不同，热敏电阻可分为三种类型。负不同，热敏电阻可分为三种类型。负不同，热敏电阻可分为三种类型。负温度系数（温度系数（温度系数（温度系数（NTCNTCNTCNTC）型热敏电阻、正温）型热敏电阻、正温）型热敏电阻、正温）型热敏电阻、正温度系数（度系数（度系数（度系数（PTCPTCPTCPTC）型热敏电阻、临界温）型热敏电阻、临界温）型热敏电阻、临界温）型热敏电阻、临界温度系数（度系数（度系数（度系数（CTRCTRCTRCTR）型热敏电阻。它们的）型热敏电阻。它们的）型热敏电阻。它们的）型热敏电阻

8、。它们的温度特性曲线如图所温度特性曲线如图所温度特性曲线如图所温度特性曲线如图所示。示。第9页/共26页 各种热敏电阻的特性各种热敏电阻的特性第10页/共26页（1 1）NTCNTC热敏电阻热敏电阻热敏电阻热敏电阻 负温度系数（负温度系数（负温度系数（负温度系数（NTCNTC）型热敏电阻的）型热敏电阻的）型热敏电阻的）型热敏电阻的阻值随温度的升高而下降。当温度升阻值随温度的升高而下降。当温度升阻值随温度的升高而下降。当温度升阻值随温度的升高而下降。当温度升高时，由于参与导电的载流子数增多，高时，由于参与导电的载流子数增多，高时，由于参与导电的载流子数增多，高时，由于参与导电的载流子数增多，导致

9、热敏电阻的阻值下降。改变混合导致热敏电阻的阻值下降。改变混合导致热敏电阻的阻值下降。改变混合导致热敏电阻的阻值下降。改变混合物的成分和配比就可以获得测温范围、物的成分和配比就可以获得测温范围、物的成分和配比就可以获得测温范围、物的成分和配比就可以获得测温范围、阻值及温度系数不同的阻值及温度系数不同的阻值及温度系数不同的阻值及温度系数不同的NTCNTC热敏电阻。热敏电阻。热敏电阻。热敏电阻。NTCNTC热敏电阻特别适用于热敏电阻特别适用于热敏电阻特别适用于热敏电阻特别适用于-100-100300300之间的温度测量。之间的温度测量。之间的温度测量。之间的温度测量。第11页/共26页（2 2）PT

10、CPTC热敏电阻热敏电阻热敏电阻热敏电阻 PTCPTC热敏电阻主要采用热敏电阻主要采用热敏电阻主要采用热敏电阻主要采用BaTiO3BaTiO3系列材料制成。从温度特性曲线可系列材料制成。从温度特性曲线可系列材料制成。从温度特性曲线可系列材料制成。从温度特性曲线可见，当温度超过某一数值（居里温见，当温度超过某一数值（居里温见，当温度超过某一数值（居里温见，当温度超过某一数值（居里温度点）时，其电阻值随温度的升高度点）时，其电阻值随温度的升高度点）时，其电阻值随温度的升高度点）时，其电阻值随温度的升高而急剧增大，当温度低于居里温度而急剧增大，当温度低于居里温度而急剧增大，当温度低于居里温度而急剧增

11、大，当温度低于居里温度点时，具有半导体特性。改变点时，具有半导体特性。改变点时，具有半导体特性。改变点时，具有半导体特性。改变PTCPTC的材料成分，可以得到不同的居里的材料成分，可以得到不同的居里的材料成分，可以得到不同的居里的材料成分，可以得到不同的居里温度点。温度点。温度点。温度点。第12页/共26页（3 3 3 3）CTRCTRCTRCTR热敏电阻热敏电阻热敏电阻热敏电阻 CTRCTRCTRCTR热敏电阻采用热敏电阻采用热敏电阻采用热敏电阻采用V V V V2 2 2 2O O O O3 3 3 3系列材料制系列材料制系列材料制系列材料制成，从温度特性曲线可见，其电阻值成，从温度特性曲

12、线可见，其电阻值成，从温度特性曲线可见，其电阻值成，从温度特性曲线可见，其电阻值随温度变化的特性属剧变型，具有开随温度变化的特性属剧变型，具有开随温度变化的特性属剧变型，具有开随温度变化的特性属剧变型，具有开关特性，主要用于温度开关。关特性，主要用于温度开关。关特性，主要用于温度开关。关特性，主要用于温度开关。第13页/共26页综上所述，半导体热敏电阻与金属热电阻相综上所述，半导体热敏电阻与金属热电阻相综上所述，半导体热敏电阻与金属热电阻相综上所述，半导体热敏电阻与金属热电阻相比较，具有以下优点：比较，具有以下优点：比较，具有以下优点：比较，具有以下优点：电阻温度系数大，比金属热电阻约高电阻温

13、度系数大，比金属热电阻约高电阻温度系数大，比金属热电阻约高电阻温度系数大，比金属热电阻约高4 4 4 49 9 9 9倍，倍，倍，倍，灵敏度很高。灵敏度很高。灵敏度很高。灵敏度很高。电阻率很大，可以制成极小的测温电阻元件，电阻率很大，可以制成极小的测温电阻元件，电阻率很大，可以制成极小的测温电阻元件，电阻率很大，可以制成极小的测温电阻元件，热惯性小。热惯性小。热惯性小。热惯性小。阻值很大，其连接导线的电阻和接触电阻可以阻值很大，其连接导线的电阻和接触电阻可以阻值很大，其连接导线的电阻和接触电阻可以阻值很大，其连接导线的电阻和接触电阻可以忽略不计，因此测量电路无需采用三线制或四忽略不计，因此测量

14、电路无需采用三线制或四忽略不计，因此测量电路无需采用三线制或四忽略不计，因此测量电路无需采用三线制或四线制形式。线制形式。线制形式。线制形式。结构简单，使用寿命长，在应用过程中性能比结构简单，使用寿命长，在应用过程中性能比结构简单，使用寿命长，在应用过程中性能比结构简单，使用寿命长，在应用过程中性能比较稳定。较稳定。较稳定。较稳定。第14页/共26页 目前半导体热敏电阻还存在一定目前半导体热敏电阻还存在一定目前半导体热敏电阻还存在一定目前半导体热敏电阻还存在一定的缺陷，主要是互换性和稳定性不的缺陷，主要是互换性和稳定性不的缺陷，主要是互换性和稳定性不的缺陷，主要是互换性和稳定性不够理想，虽然近

15、几年有明显的改善，够理想，虽然近几年有明显的改善，够理想，虽然近几年有明显的改善，够理想，虽然近几年有明显的改善，但仍然比不上金属热电阻；其次是但仍然比不上金属热电阻；其次是但仍然比不上金属热电阻；其次是但仍然比不上金属热电阻；其次是它的非线性严重，且不能在高温下它的非线性严重，且不能在高温下它的非线性严重，且不能在高温下它的非线性严重，且不能在高温下使用，因此限制了应用领域。使用，因此限制了应用领域。使用，因此限制了应用领域。使用，因此限制了应用领域。第15页/共26页热敏电阻的结构形式热敏电阻的结构形式热敏电阻的结构形式热敏电阻的结构形式 第16页/共26页2.2.32.2.3热电阻传感器

16、的应用热电阻传感器的应用热电阻传感器的应用热电阻传感器的应用（1 1）金属热电阻传感器）金属热电阻传感器）金属热电阻传感器）金属热电阻传感器热电阻测温电桥的三线制接法热电阻测温电桥的三线制接法 工业用热电阻一般采用三线制工业用热电阻一般采用三线制 G检流计，检流计，R1，R2，R3固定电阻，固定电阻，R a零位调节电阻，零位调节电阻，R t 热电阻热电阻第17页/共26页四线制接法四线制接法四线制接法四线制接法 热电阻测温电桥的四线制接法热电阻测温电桥的四线制接法 精密测量中，采用四线制接法精密测量中，采用四线制接法 第18页/共26页（2 2）半导体热电阻传感器的应用）半导体热电阻传感器的应

17、用）半导体热电阻传感器的应用）半导体热电阻传感器的应用A A 温度测量温度测量温度测量温度测量 热敏电阻点温计热敏电阻点温计 第19页/共26页B 温度补偿温度补偿上一页下一页返 回仪仪表表中中的的电电阻阻温温度度补补偿偿电电路路 金属一般具有正的温度系数，金属一般具有正的温度系数，采用负温度系数的热敏电阻进行补偿，采用负温度系数的热敏电阻进行补偿，可以抵消由于温度变化所产生的误差可以抵消由于温度变化所产生的误差 第20页/共26页C家电控温家电控温 温度过高，RT减小，T截止，K失电，K1断开。负载失电。KD10K9013RTK1220V若RT为正温度系数，RW与RT对调即可第21页/共26

18、页D 温度控制温度控制简简易易温温度度控控制制器器 第22页/共26页E热电开关 K1 K1是双金属是双金属7070恒温常闭恒温常闭开关，温度上升到开关，温度上升到7070时自动断开；时自动断开；K2 K2是最高温度为是最高温度为103103的的磁钢控温器，低于磁钢控温器，低于103103时，它吸合加时，它吸合加热热达到达到103103时失去磁性，时失去磁性，使杠杆断开电源。使杠杆断开电源。第23页/共26页F流量测量流量测量利用热敏电阻上的热量消耗和介质流速的关利用热敏电阻上的热量消耗和介质流速的关系可以测量流量、流速、风速等系可以测量流量、流速、风速等 热热敏敏电电阻阻流流量量计计 End

19、 the 6.2第24页/共26页热敏电阻的应用热敏电阻的应用家用电器家用电器电熨斗、电冰箱、电饭煲、洗衣机、电暖壶、烘干机、电烤箱、空电熨斗、电冰箱、电饭煲、洗衣机、电暖壶、烘干机、电烤箱、空调机、电热毯、热水器、热得快、电磁炉、调机、电热毯、热水器、热得快、电磁炉、汽车电子汽车电子电子喷油嘴、空调机、发电机防热装置、电热座椅电子喷油嘴、空调机、发电机防热装置、电热座椅测量仪器测量仪器流量计、风速表、真空计、浓度计、湿度计、空气传感器、环境监流量计、风速表、真空计、浓度计、湿度计、空气传感器、环境监测仪、测仪、办公设备办公设备复印机、传真机、打印机、扫描仪复印机、传真机、打印机、扫描仪农业园艺农业园艺温室控制、人工气候箱、烘干系统、温室控制、人工气候箱、烘干系统、医疗器具医疗器具体温计、人工透析、散热系统体温计、人工透析、散热系统工业生产工业生产电动机过热保护、电动机过热保护、第25页/共26页