new第5次讲稿-热电阻温度计my.ppt

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1、§2-4热电阻温度计ResistanceThermometer常用热电阻种类热电阻的结构半导体热敏电阻热电阻测温原理一、热电阻测温原理及特点用热电偶测量500℃以下温度时，热电势小，测量精度低；且使用中经常需要进行冷端温度补偿。故工业上在测低温时通常采用热电阻温度计，其测温范围为－200～500℃。取一只100W/220V灯泡，用万用表测量其电阻值，可以发现其冷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。温度升高，金属内部原子晶格的振动加剧，从而使金属内部的自由电子通过金属导体时的阻碍增大，宏观上表现出电阻率变大，电阻值增加。优点：1）输出信号大、测温精度高；2

2、）电阻信号便于远传；3）无需冷端补偿；4）可以实现多点切换测量。1、热电阻测温特点缺点：1）感温部分体积大，热惯性大；2）不能测取某一点的温度，只能测量一个区域的平均温度；3）在使用时需要外供电源；4）连接导线电阻易受环境温度影响而产生测量误差。热电阻温度计的组成：热电阻（电阻体、绝缘管和保护套管）连接导线显示仪表2、热电阻测温原理测温原理金属导体或半导体:电阻值R=f(温度t)电阻温度系数（α）——温度变化1℃时，导体电阻值的相对变化量，单位为1/℃。α↑→灵敏度↑。金属导体:t↑→Rt↑，∴α为正值；而半导体:t↑→Rt↓，∴α为负值。金属纯度↑→α↑。有些合金材料，如锰铜

3、α→0。常用热电阻材料的电阻与温度关系根据感温元件的材质可分为金属导体和半导体两大类。金属热电阻目前大量使用的有铂、铜和镍三种。按准确度等级可分为标准电阻温度计和工业电阻温度计。二、常用热电阻种类热电阻材料要求：（1）物理及化学性质稳定；（2）电阻温度系数大；（3）电阻率大；（4）电阻值与温度近似为线性关系；（5）复现性好；（6）价格便宜。特点：稳定性好、精确度高、性能可靠。ITS－90规定以铂电阻温度计作为13.8033K～961.78℃温域的标准内插仪器（1）铂热电阻（Pt）铂的电阻值与温度的关系在－200～0℃范围内：在0～850℃范围内：铂电阻的纯度通常用R100/R0

4、表示。铂电阻的分度号:Pt10、Pt100、Pt50Pt10—表示铂电阻在0℃时的电阻值为R0＝10Ω学习查“铂热电阻分度表”铂热电阻分度表铜电阻与温度的关系在－50～＋150℃范围内：在0～100℃范围内，电阻温度关系是线性的：Rt=R0(1+αt)式中，α＝(4.25~4.28)×10－3/℃,（2）铜热电阻（Cu）优点：R-t关系近似线性；α较大；材料易提纯；价格便宜，互换性好。缺点：电阻率较小，为保持一定阻值需要细而长的铜丝，使体积↑热惯性↑；测温上限低，因为铜在100℃以上易氧化且抗腐蚀性差。铜电阻的分度号Cu50和Cu100特点：电阻温度系数大，灵敏度高。测温范围是

5、－60～＋180℃，主要用于较低温域。镍电阻的分度号有Ni100、Ni300和Ni500（3）镍热电阻（Ni）热电阻的主要技术性能例：用分度号Cu100的铜电阻温度计测得发电机冷却水温度为56℃，但检定时确知铜热电阻的R0＝100.8Ω，电阻温度系数α’＝4.29×10-3/℃，试求冷却水的实际温度。解：测温时显示仪表按R0=100Ω,α＝4.28×10-3/℃分度的，Rt=R0(1+αt)，故100×(1十0.00428×56)=100.8×(1十0.00429×t)由此求得冷却水实际温度t=53.6℃。三、热电阻的结构（1）普通热电阻（2）铠装热电阻薄膜型及普通型铂热电阻小

6、型铂热电阻防爆型铂热电阻汽车用水温传感器及水温表铜热电阻铂电阻温度显示、变送器☆热电阻的接线方法：引出线—由热电阻体至接线端子的连接导线平衡状态下：IA×RA-IB×RB＝0It×Rt-ID×RD＝0∵IA＝IB＝It＝ID∴电桥安装在仪表室内的，而热电阻Rt安装在被测对象中，距仪表室有一定的距离，由于两根导线电阻Ra及Rb在一个桥臂内，铜导线电阻受温度影响较大，在热电阻没有任何变化时，导线电阻变化会使得平衡电阻RD相应移动，标尺上的读数改变。移动滑线电阻RD，检流计指针指零，表示电桥平衡由于RA／RB一定，故移动RD的电阻值不断平衡，可通过RD电阻刻度或温度刻度读取温度变化。

7、二线制连接法（惠斯登电桥）平衡状态下，考虑Ra、Rc和RbRt+Rc＝（RA+Ra）RD/RB注意：平衡时Ib＝0导线电阻Ra及Rb分别在相邻桥臂RA及RD中，另一导线电阻接到导线的输出端。如果RA＝RD，则环境温度变化及电阻自身发热引起导线电阻Ra及Rb的变化基本相等，对电桥平衡影响极小。三线制连接法（卡仑达尔电桥）（1）两线制存在引出线电阻随温度变化产生的附加误差；（2）三线制可以消除引出线电阻的影响；工业上多采用。（3）四线制不仅可消除引出线电阻的影响，还可消除连接导线间接触电阻及其阻