new第次讲稿热电阻温度计my

§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）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阻材料料要求求：（1））物理理及化化学性性质稳稳定；；（2）电阻温温度系系数大；（3））电阻率率大；（4））电阻阻值与与温度度近似似为线性关系；；（5））复现现性好好；（6）价格格便宜宜。特点：：稳定定性好好、精精确度度高、、性能能可靠靠。ITS－90规规定以以铂电电阻温温度计计作为为13.8033K～961.78℃℃温域域的标标准内内插仪仪器（1））铂热热电阻阻（（Pt）铂的电电阻值值与温温度的的关系系在－200～0℃范范围内内：在0～～850℃℃范范围内内：铂电阻阻的纯纯度通常用用R100/R0表示。。铂电阻阻的分分度号号:Pt10、Pt100、、Pt50Pt10——表示示铂电电阻在在0℃℃时的的电阻阻值为为R0＝10Ω学习查查“铂铂热电电阻分分度表表”铂热电电阻分分度表表铜电阻阻与温温度的的关系系在－50～～＋150℃范范围内内：在0～～100℃℃范围围内，，电阻阻温度度关系系是线线性的的：Rt=R0(1+αt)式中，，α＝(4.25~4.28)××10－3/℃,（2））铜热热电阻阻（（Cu）优点：：R-t关系系近似似线性性；α较大；；材料料易提提纯；；价格格便宜宜，互互换性性好。。缺点：：电阻率率较小小，为为保持持一定定阻值值需要要细而而长的的铜丝丝，使使体积积↑热惯性性↑；测测温上上限低低，因因为铜铜在100℃以上上易氧氧化且且抗腐腐蚀性性差。。铜电阻阻的分分度号号Cu50和和Cu100特点：：电阻阻温度度系数数大，，灵敏敏度高高。测温范范围是是－60～～＋180℃，，主要要用于于较低低温域域。镍电阻阻的分分度号号有Ni100、Ni300和Ni500（3））镍热热电阻阻（Ni））热电阻阻的主主要技技术性性能例：用分度度号Cu100的铜铜电阻阻温度度计测测得发发电机机冷却却水温温度为为56℃，，但检检定时时确知知铜热热电阻阻的R0＝100.8Ω，，电阻阻温度度系数数α’＝4.29×10-3/℃，，试求求冷却却水的的实际际温度度。解：测温时时显示示仪表表按R0=100Ω,α＝4.28×10-3/℃分分度的的，Rt=R0(1+αt)，故故100×(1十十0.00428××56)=100.8×(1十十0.00429××t)由此求求得冷冷却水水实际际温度度t=53.6℃。。三、热热电阻阻的结结构（1））普通通热电阻阻（2））铠装装热电阻阻薄膜型型及普普通型型铂热热电阻阻小型铂铂热电电阻防爆型型铂热热电阻阻汽车用用水温温传感感器及及水温温表铜热电电阻铂电阻阻温度度显示示、变变送器器☆热热电阻阻的接接线方方法：：引出线——由热电阻阻体至接接线端子子的连接接导线平衡状态态下：IA×RA-IB×RB＝0It×Rt-ID×RD＝0∵IA＝IB＝It＝ID∴电桥安装装在仪表表室内的的，而热热电阻Rt安装在被被测对象象中，距距仪表室室有一定定的距离离，由于于两根导导线电阻阻Ra及Rb在一个桥桥臂内，，铜导线线电阻受受温度影影响较大大，在热热电阻没没有任何何变化时时，导线线电阻变变化会使使得平衡衡电阻RD相应移动动，标尺尺上的读读数改变变。移动滑线线电阻RD，检流计计指针指指零，表表示电桥桥平衡由于RA／RB一定，故故移动RD的电阻值值不断平平衡，可可通过RD电阻刻度度或温度度刻度读读取温度度变化。。二线制连连接法（（惠斯登登电桥））平衡状态态下，考考虑Ra、Rc和RbRt+Rc＝（RA+Ra）RD/RB注意：平平衡时Ib＝0导线电阻阻Ra及Rb分别在相相邻桥臂臂RA及RD中，另一一导线电电阻接到到导线的的输出端端。如果果RA＝RD，则环境境温度变变化及电电阻自身身发热引引起导线线电阻Ra及Rb的变化基基本相等等，对电电桥平衡衡影响极极小。三线制连连接法（（卡仑达达尔电桥桥）（1）两线制存在引出出线电阻阻随温度度变化产产生的附附加误差差；（2）三线制可以消除除引出线线电阻的的影响；；工业上上多采用用。（3）四线制不仅可消消除引出出线电阻阻的影响响，还可可消除连连接导线线间接触触电阻及及其阻值值变化的的影响。。多用于于标准铂铂热电阻阻的引出出线上。。热电阻在在使用中中的注意意事项：：为减小环环境温度度对线路路电阻的的影响，，工业上上常采用用三线制制连接，，也可以以采用四四线制连连接。热电阻引引入显示示仪表的的线路电电阻必须须符合规规定值，，否则将将产生系系统误差差。热电阻工工作电流流应小于于规定值值，否则则因过大大电流造造成自热热效应，，产生附附加误差差。热电阻分分度号必必须与显显示仪表表调校时时分度号号相向。。四、半导导体热敏敏电阻（SemiconductorHeat-sensitiveResistance）工作原理理：是利用半半导体材材料的电阻随温温度显著著变化这一特性性制成的的感温元元件。由某些金金属氧化化物按一一定的配配方比例例压制烧烧结而成成。负温度系系数(NTC)热敏电电阻（阻值随温温度升高高而显著著减少））采用MnO2、Mn(NO3)4、CuO、Cu(NO3)2等化合物物制造；；正温度系系数(PTC)热敏电电阻采用NiO2、ZrO2等化合物物制造；；临界温度度(CTR)热热敏电阻阻当温度超超过某一一数值后后，电阻阻会急剧剧增加或或减少。。热敏热电阻温度特性电阻与温温度的关关系（非非线性的的）：T为热力力学温度度；e＝＝2.71828；A、B为为常数。。在温度T0时的电阻阻值为两式整理理得:[例]已知某半半导体热热敏电阻阻在20℃时的的阻值为为100Ω，其电电阻与温温度斜率率为dR/dt=－5.0ΩΩ/K。。试求：该该热敏电电阻在50℃时时的阻值值。[提示]利用公式式[解]代入已知知数据，，即可求求得A和和B的值值A=0.000043092(Ω);B=4296.8(K)再利用公公式求得得，RT在50℃℃(即50＋273.15K)时的的阻值为为25.64Ω。优点：1）电阻温度度系数大大，灵敏敏度高；；2）电阻率很很大，体体积可做做的很小小，热惯性小小，响应应快,可用来测测量点的的温度。3）电阻值很很大，连连接导线线电阻变变化的影影响可忽忽略；缺点：1）同一一型号的的热敏电电阻的电电阻温度度特性分分散性很很大，互互换性差差；2）电阻温度度关系不不稳定，，随时间间而变,需及时标标定。半导体热热敏电阻阻的结构构图：a：珠形形热敏电电阻；b：涂敷敷玻璃的的热敏电电阻1：电阻阻（金属属氧化物物烧结体体）；2：引出出线（铂铂丝）；；3：玻玻璃；4：杜美美丝c:带玻璃保保护套管管的热敏敏电阻1：金属属氧化物物烧结体体；2：：铂丝；；5：玻玻璃管热敏电阻阻的外形形、结构构及符号号a）圆片片型热敏敏电阻b）柱型型热敏电电阻c）珠珠型热敏敏电阻d））铠装型型e）厚膜膜型f）图图形符号号1—热敏敏电阻2——玻璃外外壳3—引引出线4—紫铜铜外壳5—传热热安装孔孔热敏电阻阻外形MF12型NTC热敏敏电阻聚脂塑料料封装热热敏电阻阻其他形式式的热敏敏电阻玻璃封装装NTC热热敏电阻阻MF58型热热敏电阻阻其他形式式的热敏敏电阻带安装孔孔的热敏敏电阻大功率PTC热热敏电阻阻其他形式式的热敏敏电阻（续）MF58型（珠珠形）高高精度负负温度系系数热敏敏电阻MF5A-3型型热敏电电阻（参考深深圳科蓬蓬达电子子有限公公司资料料）非标热敏敏电阻非标热敏敏电阻（（续）非标热敏敏电阻（（续）热敏电阻阻温度面面板表热敏电阻阻LCD热敏电阻阻体温表表热敏电阻阻用于CPU的温度测测量（参考小小熊在线线公司资资料）热敏电阻阻用于电热水器器的温度控控制课外作业业：1、某铜铜电阻在在20℃℃时的阻阻值R20=16.28Ω,其电电阻温度度