第8章---热电式传感器

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1、第8章热电式传感器热电阻传感器是利用导体或半导体的电阻值随温度变化而变化的原理进行测温的。用金属或半导体材料作为感温元件的传感器，分别称为金属热电阻和热敏电阻。热电阻传感器分为金属热电阻和半导体热电阻两大类，一般把金属热电阻称为热电阻，而把半导体热电阻称为热敏电阻。热电阻广泛用来测量-200℃～850℃范围内的温度，少数情况下，低温可测量至1K，高温达1000℃。热电阻传感器由热电阻、连接导线及显示仪表组成。热电阻也可与温度变送器连接，转换为标准电流信号输出。8.1热电阻传感器热电式传感器取一只100W/220V灯泡，用万用表测量其电阻值，可以发现其冷

2、态阻值只有几十欧姆，而计算得到的额定热态电阻值应为484。一、热电阻的材料工作原理8.1热电阻传感器热电式传感器易提纯、复现性好的金属材料才可用于制作热电阻8.1热电阻传感器热电式传感器表:热电阻的主要技术性能8.1热电阻传感器热电式传感器铂电阻温度计的使用范围是-200℃～850℃。在0℃～850℃的范围内在-200℃～0℃的范围内式中Rt、R0——铂热电阻在t℃和0℃时的电阻值；A、B、C——分度常数。在ITS—90中，这些常数规定为A=3.940×10-3/℃，B=-5.802×10-7/℃2，C=-4.274×10-12/℃41.铂热电阻8.

3、1热电阻传感器目前我国规定工业用铂热电阻有R0=50Ω和R0=100Ω两种，它们的分度号分别为Pt50和Pt100，其中以Pt100为常用。铂热电阻不同分度号亦有相应分度表，即Rt－t的关系表，这样在实际测量中，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。铂热电阻中的铂丝纯度用电阻比W(100)表示，即式中R100——铂热电阻在100℃时的电阻值；R0——铂热电阻在0℃时的电阻值。电阻比W(100)越大，其纯度越高。按IEC标准，工业使用的铂热电阻的W(100)≥1.3870。目前技术水平可达到W(100)=1.3930，其对应铂的纯度为

4、99.9995%。一般情况下，工业铂热电阻由直径为0.03mm～0.07mm的纯铂丝绕在平板形支架，用银线作为引出线。8.1热电阻传感器热电式传感器优点：铂是一种贵金属。它的特点是精度高，稳定性好，性能可靠，尤其是耐氧化性能很强。铂在很宽的温度范围内约1200C以下都能保证上述特性。铂很容易提纯，复现性好，有良好的工艺性，可制成很细的铂丝(0.02mm或更细)或极薄的铂箔。与其它材料相比，铂有较高的电阻率，因此普遍认为是一种较好的热电阻材料。缺点：铂电阻的电阻温度系数比较小；价格贵8.1热电阻传感器热电式传感器薄膜型及普通型铂热电阻8.1热电阻传感器

5、热电式传感器小型铂热电阻8.1热电阻传感器热电式传感器铂电阻温度显示、变送器8.1热电阻传感器热电式传感器可设定温度的温度控制箱旋转式机械设定开关拨码式设定开关8.1热电阻传感器热电式传感器2.铜热电阻铜热电阻的电阻温度系数比铂高，电阻与温度的关系(R-t)曲线几乎是线性的，并且铜价格便宜、易于提纯、工艺性好。因此，在一些测量精度要求不高、测温范围不大且温度较低的测温场合，可采用铜热电阻进行测温。在-50℃～150℃的使用范围内其电阻值与温度的关系几乎是线性的。式中——铜热电阻的电阻温度系数，取=4.28×10-3/℃；Rt、R0——铜热电阻在t℃

6、和0℃时的电阻值。铜热电阻有两种分度号，分别为Cu50(R0=50)和Cu100(R0=100)铜热电阻线性好，价格便宜，但它的电阻率小、体积大、热惯性也大，容易氧化，测量范围窄，因此不适宜在腐蚀性介质中或高温下工作。8.1热电阻传感器热电式传感器8.1热电阻传感器热电式传感器其它热电阻铁/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℃；用的较少。铟电阻：-269~-258℃；测量精度高，灵敏度高，但重现性差。锰电阻：-271~-210℃；灵敏度高，但脆性

7、高，易损坏；炭电阻：-273~-268.5℃；热容量小，灵敏度高，价格低，易操作，但热稳定性较差。二.热电阻的结构工业用热电阻的外形和热电偶基本相同，它由热电阻体、引出线、绝缘骨架、保护套管、接线盒等部分组成。其中保护套管和接线盒的外形及其功能、要求和热电偶基本相同。热电阻的电阻体由电阻丝和电阻支架组成。电阻丝采用双线无感绕法绕制在一定形状的云母、石英或陶瓷塑z料支架上，支架起支撑和绝缘作用，引出线通常采用直径1mm的银丝或镀银铜丝，它与接线盒柱相接，以便与外接线路相连而测量及显示温度。8.1热电阻传感器热电式传感器三.热电阻的测量电路用热电阻传感器进

8、行测温时，热电阻与检测仪表相隔一段距离，因为热电阻的引线对测量结果有较大的影响，所以测量电路经