第08章 热电式传感器

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1、第八章热电式传感器第八章热电式传感器§8-1热电阻传感器热电阻传感器是利用导体的电阻随温度变化的特性，对温度和温度有关的参数进行检测的装置。热电阻效应——物质的电阻率随温度变化而变化的现象。金属原子最外层的电子能自由移动，当加上电压以后，这些无规则移动的电子就按一定的方向流动，形成电流。随着温度的增加，电子的热运动剧烈，电子之间、电子与振动的金属离子之间的碰撞机会就不断增加，因此电子的定向移动将受到阻碍，金属的电阻率也随之增大。实践证明，纯金属、铂、铜、铁和镍是比较适合的材料，其中主要应用的是铂和铜。铂是一种贵重金属，

2、其物理和化学性能非常稳定，是制造热电阻的最好材料，主要作标准电阻温度计。铜可用来制造-50～150℃范围内工业用电阻温度计，特点是价格低廉，缺点是电阻率低，且容易氧化，一般用在较低温度和没有水分和浸蚀性的介质之中。铂丝的电阻值与温度之间的关系在-200～0℃范围内，Rt＝R0[1+At+Bt2+C(t－100)t3]在0～850℃范围内，Rt＝R0[1+At+Bt2]R0—当温度为0℃时的电阻值；Rt—温度为t℃时的电阻值；A、B、C—由实验确定的常数。A＝3.90802×10-3/℃B=-5.802×10-7/℃2C

3、＝-4.27350×10-12/℃4第八章热电式传感器铂电阻的主要技术指标等级分度号测温范围/C允许偏差/C电阻比R100/R0名义值允许误差APt10-200~850±(0.15+0.002

4、t

5、)1.385±0.001Pt100BPt10±(0.30+0.005

6、t

7、)Pt100第八章热电式传感器即便在氧化性介质中，其物理、化学性能都很稳定；易提纯，复现性好，有良好的工艺性；有较高的电阻率；在还原性介质中性能易受影响；电阻温度系数不太高；价格贵。铂电阻的特点第八章热电式传感器几种铂电阻第八章热电式传感器第八章热

8、电式传感器WZP系列装配式铂电阻及铠装电阻芯用于一般工业场测温使用温度-200℃～700℃高强度石英管测温铂电阻温度范围-100°C至+500°C适用于镀锌锅炉、耐酸、耐碱等强腐蚀场合注:不耐氢氟酸及磷酸第八章热电式传感器精密温度传感器PtWD－1A型-100℃～300℃误差小于0.1℃，精度为超A级天燃气流量计温度补偿用铂电阻天燃气涡轮流量计等用油浸变压器用铂电阻医疗器械铂电阻第八章热电式传感器薄膜铂电阻元件用于汽车工业、白色家电，食品加工业、医疗行业。尺寸：2.3mm×2.1mm×0.9mm（长×宽×高

9、）     线长10mm第八章热电式传感器防水封装铂电阻核心元件：德国进口精密铂电阻（PT100PT1000）元件精度：±0.15℃(A级)±0.30℃(B级)封装材料：镀镍铜管或不锈钢管管料尺寸：ø4*25mm连接线：PVC包胶电缆线（可选择耐高温型的）在-50～150℃温度范围内，铜电阻与温度之间的关系为：Rt＝R0(1+At+Bt2+Ct3)Rt—温度为t℃时的铜电阻值R0—温度为0℃时的铜电阻值A、B、C—常数A＝4.28899×10-3/℃B＝-2.133×10-7/℃2C＝1.233×10-9/℃3铜

10、丝的电阻值与温度之间的关系目前，铂和铜生产是标准的。铂：Pt10、Pt100、Pt300主要是Pt100（R0＝50、100、300Ω）铜：Cu50、Cu100铂的测温精度很高，达0.001℃铜±0.5°（－50～50℃），±1℃（50～150℃）第八章热电式传感器铜电阻的主要技术指标分度号测温范围/C允许偏差/C电阻比R100/R0名义值允许误差Cu50-50~150±(0.30+0.006

11、t

12、)1.428±0.002Cu100第八章热电式传感器铜电阻的特点电阻率小；容易氧化；价格便宜。第八章热电式传感器WZC

13、-111/Φ12*1000mmCu50第八章热电式传感器热电阻的结构保护管内部导线绝缘管热电阻盖接线座骨架漆包铜线引出线铜热电阻结构示意图云母骨架铂丝弹簧支承片银引出线云母弹簧型玻璃封装型塑封型第八章热电式传感器第八章热电式传感器R1R2R3ERtGRp热电阻测量线路热电阻测温电桥三线连接法作用：①当温度变化时，导线长度和电阻温度系数相等，它们的电阻变化不会影响电桥的状态，即不会产生温度误差。②Rp的触点接触电阻和检流计串联，接触电阻的不稳定不会破坏电桥的平衡和正常工作状态。r2r1r3热电阻测温电桥四线连接法当热电阻

14、安装的地方比较远，则其导线电阻当环境温度变化时也要变化，会造成测量误差。图中R1、R2、R3为固定电阻，Rp为调零电位器第八章热电式传感器R1R2R3ERtGRpr1r2r3r4其它热电阻铁/镍热电阻：电阻温度系数比铂和铜高，电阻率也较大，可做成体积小、灵敏度高的温度计，但易氧化，不宜提纯且电阻与温度非线性，仅用于-50~100℃