热电阻式传感器

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1、7.3热电阻式传感器7.3.1金属热电阻7.3.2半导体热敏电阻7.3.3热电阻式传感器的应用基于导体或半导体的电阻值随温度而变化的特性。优点：信号可以远传、灵敏度高、无参比温度。金属热电阻稳定性好、准确度高，可作为基准仪表。缺点：电源激励、自热现象，影响精度。7.3.1金属热电阻作为热电阻的材料要求：电阻温度系数要大，以提高热电阻的灵敏度；电阻率尽可能大，以便减小电阻体尺寸；热容量要小，以便提高热电阻的响应速度；在测量范围内，应具有稳定的物理和化学性能；电阻与温度的关系最好接近于线性；应有良好的可加工性，且价格便宜。热电阻＝电阻体（最主要部分）＋绝缘套管＋接线盒使用最广泛的热电阻

2、材料是铂和铜1.常用热电阻铂热电阻主要作为标准电阻温度计，广泛应用于温度基准、标准的传递。铜热电阻测量精度要求不高且温度较低的场合，测量范围一般为―50～150℃。⑴铂热电阻目前最好材料长时间稳定的复现性可达10-4K，是目前测温复现性最好的一种温度计。铂电阻的精度与铂的提纯程度有关百度电阻比W（100）越高，表示铂丝纯度越高，国际实用温标规定，作为基准器的铂电阻，W（100）≥1.3925目前技术水平已达到W（100）＝1.3930，相当于99.9995%工业用铂电阻的纯度W（100）为1.387～1.390。铂丝的电阻值与温度之间的关系，即特性方程如下:当温度t在0℃≤t≤65

3、0℃时：国内统一设计的工业用标准铂电阻，W（100）≥1.391，R0分为10Ω和100Ω两种，分度号分别为Pt10和Pt100，并给出其分度表（给出阻值和温度的关系）当温度t在－200℃≤t≤0℃时：⑵铜热电阻应用：测量精度要求不高且温度较低的场合测量范围：―50～150℃优点：温度范围内线性关系好，灵敏度比铂电阻高，容易提纯、加工，价格便宜，复制性能好。缺点：易于氧化，一般只用于150℃以下的低温测量和没有水分及无侵蚀性介质的温度测量。与铂相比，铜的电阻率低，所以铜电阻的体积较大。铜电阻的阻值与温度之间的关系为工业上使用的标准化铜热电阻的R0按国内统一设计取50Ω和100Ω两种

4、，分度号分别为Cu50和Cu100，相应的分度表可查阅相关资料。A、B、C为常数，常取A＝(4.25～4.28)×10-3/℃….铜热电阻2.热电阻的结构普通工业用热电阻式温度传感器热电阻的结构电阻丝采用无感绕法（两线圈电流流向相反，电感互相抵消）绕在绝缘支架上，图b所示。1—电阻体；2—瓷绝缘套管；3—不锈钢套管；4—安装固定件；5—引线口；6—接线盒；7—芯柱；8—电阻丝；9—保护膜；10—引线端热电阻结构小型铂热电阻汽车用水温传感器及水温表铜热电阻7.3.2半导体热敏电阻利用半导体的电阻值随温度显著变化的特性制成由金属氧化物和化合物按不同的配方比例烧结优点：热敏电阻的温度系数

5、比金属大（4～9倍）电阻率大，体积小，热惯性小，适于测量点温、表面温度及快速变化的温度。结构简单、机械性能好。缺点：线性度较差，复现性和互换性较差。1.热敏电阻特点与类型正温度系数(PTC)负温度系数(NTC)临界温度系数(CTR)热敏电阻典型特性PTC热敏电阻－正温度系数钛酸钡掺合稀土元素烧结而成用途：各种电器设备的过热保护，发热源的定温控制，限流元件。CTR热敏电阻－临界温度系数以三氧化二钒与钡、硅等氧化物，在磷、硅氧化物在弱还原气氛中混合烧结而成。在某个温度上电阻值急剧变化,具有开关特性。用途：温度开关热敏电阻分类热敏电阻分类NTC热敏电阻－很高的负电阻温度系数主要由Mn、C

6、o、Ni、Fe、Cu等过渡金属氧化物混合烧结而成，改变混合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NTC热敏电阻。应用：点温、表面温度、温差、温场等测量自动控制及电子线路的热补偿线路2.热敏电阻的结构构成：热敏探头、引线、壳体二端和三端器件：为直热式，即热敏电阻直接由连接的电路获得功率；四端器件：旁热式体积达到小型化与超小型化。热敏电阻的结构形式热敏电阻外形MF12型NTC热敏电阻聚脂塑料封装热敏电阻其他形式的热敏电阻玻璃封装NTC热敏电阻MF58型热敏电阻其他形式的热敏电阻带安装孔的热敏电阻大功率PTC热敏电阻其他形式的热敏电阻贴片式NTC热敏电阻其他形式的热敏电阻

7、MF58型（珠形）高精度负温度系数热敏电阻MF5A-3型热敏电阻非标热敏电阻3.热敏电阻的主要特性⑴温度特性NTC型热敏电阻，在较小的温度范围内，电阻-温度特性式中RT,R0——热敏电阻在绝对温度T，T0时的阻值(Ω)；T0,T——介质的起始温度和变化温度（K）；t0,t——介质的起始温度和变化温度（℃）；B——热敏电阻材料常数，一般为2000～6000K，其大小取决于热敏电阻的材料。若已知两个电阻值以及相应的温度值，就可求得B值。一般取20℃和100℃时的电阻R20