卢原源-热电阻实验

热电阻实验1、铂电阻有什么特性？2、为什么铂被公认为是目前制造热电阻的最好材料？2/3/20231第四章非电量的电测技术1．整理（SEIRI）——将工作场所的任何物品区分为有必要和没有必要的，除了有必要的留下来，其他的都消除掉。目的：腾出空间，空间活用，防止误用，塑造清爽的工作场所。2．整顿（SEITON）——把留下来的必要用的物品依规定位置摆放，并放置整齐加以标示。目的：工作场所一目了然，消除寻找物品的时间，整整齐齐的工作环境，消除过多的积压物品。3．清扫（SEISO）——将工作场所内看得见与看不见的地方清扫干净，保持工作场所干净、亮丽的环境。目的：稳定品质，减少工业伤害。4．清洁（SEIKETSU）——维持上面3S成果。5．素养（SHITSUKE）——每位成员养成良好的习惯，并遵守规则做事，培养积极主动的精神（也称习惯性）。目的：培养有好习惯，遵守规则的气氛，营造团队精神。6．安全（SECURITY）——重视全员安全教育，每时每刻都有安全第一观念，防范于未然。目的：建立起安全生产的环境，所有的工作应建立在安全的前提下。实验室6S制度2/3/20232第四章非电量的电测技术实验温度传感器——铂热电阻

实验原理：

pt100铂热电阻的电阻值在0℃时为100Ω，测温范围一般为-200~650℃，铂热电阻的阻值与温度的关系近似线性，当温度在0℃≤T≤650℃时，RT=R0（1+AT+BT2）式中RT——铂热电阻T℃时的电阻值

RO——铂热电阻在0℃时的电阻值

A——系数（=3.96847×10-31/℃）

B——系数（＝-5.847×10-71/℃2）将铂热电阻作为桥路中的一部分在温度变化时电桥失衡便可测得相应电路的输出电压变化值。实验所需部件：铂热电阻（Pt100）、加热炉、温控器、温度传感器实验模块、数字电压表、水银温度计或半导体点温计（自备）

实验步骤：1、观察已置于加热炉顶部的铂热电阻，连接主机与实验模块的电源线及传感器与模块处理电路接口，铂热电阻电路输出端VO接电压表，温度计置于热电阻旁感受相同的温度。2、开启主机电源，调节铂热电阻电路调零旋钮，使输出电压为零，电路增益适中，由于铂电阻通过电流时产生自热其电阻值要发生变化，因此电路有一个稳定过程。3、开启加热炉，设定加热炉温度为≤100℃，观察随炉温上升铂电阻的阻值变化及输出电压变化，（实验时主机温度表上显示的温度值是加热炉的炉内温度，并非是加热炉顶端传感器感受到的温度）。2/3/20233第四章非电量的电测技术并记录数据填入下表：做出V-T曲线，观察其工作线性范围。注意事项：加热器温度一定不能过高，以免损坏传感器的包

℃Uo2/3/20234第四章非电量的电测技术热电阻传感器

热电式传感器是利用转换元件电磁参量随温度变化的特性，对温度和与温度有关的参量进行检测的装置。将温度变化转换为电阻变化的称为热电阻传感器；将温度变化转换为热电势变化的称为热电偶传感器。热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。2/3/20235第四章非电量的电测技术热电阻分类

按材料分，热电阻传感器可分为金属热电阻式和半导体热电阻式两大类，前者简称热电阻，后者简称热敏电阻。按结构分，普通型热电阻、锴装热电阻、薄膜热电阻按用途分，工业用热电阻、精密标准电阻2/3/20236第四章非电量的电测技术工作原理温度升高，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，我们称其为正温度系数，即电阻值与温度的变化趋势相同。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。2/3/20237第四章非电量的电测技术一、金属热电阻及其特性热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。1、铂电阻铂易于提纯，在高温和氧化性介质中物理化学性质稳定，电阻率较大，能耐较高的温度；制成的铂电阻输出－输入特性接近线性。铂电阻的电阻值与温度之间的关系：A、B、C——常数铂电阻制成的温度计，除作温度标准外，还广泛应用于高精度的工业测量。由于铂为贵金属，一般在测量精度要求不高和测温范围较小时，均采用铜电阻。2/3/20238第四章非电量的电测技术2、铜电阻铜在-50～150℃范围内铜电阻化学、物理性能稳定，输出－输入特性接近线性，价格低廉。铜电阻阻值与温度变化之间的关系：式中A、B、C—常量当温度高于100℃时易被氧化，因此适用于温度较低和没有浸蚀性的介质中工作。2/3/20239第四章非电量的电测技术3、其他热电阻镍使用温度范围是-50～100℃和-50～150℃。但目前应用较少：镍非线性严重，材料提取也困难。但灵敏度都较高，稳定性好，在自动恒温和温度补偿方面的应用较多。（我国定为标准化热电阻）铟电阻适宜在-269～-258℃温度范围内使用，测温精度高，灵敏度是铂电阻的10倍，但是复现性差。锰电阻适宜在-271～-210℃温度范围内使用，灵敏度高，但是质脆易损坏。碳电阻适宜在-273～-268.5℃温度范围内使用，热容量小，灵敏度高，价格低廉，操作简便，但是热稳定性较差。2/3/202310第四章非电量的电测技术3、其他热电阻镍使用温度范围是-50～100℃和-50～150℃。但目前应用较少：镍非线性严重，材料提取也困难。但灵敏度都较高，稳定性好，在自动恒温和温度补偿方面的应用较多。（我国定为标准化热电阻）铟电阻适宜在-269～-258℃温度范围内使用，测温精度高，灵敏度是铂电阻的10倍，但是复现性差。锰电阻适宜在-271～-210℃温度范围内使用，灵敏度高，但是质脆易损坏。碳电阻适宜在-273～-268.5℃温度范围内使用，热容量小，灵敏度高，价格低廉，操作简便，但是热稳定性较差。2/3/202311第四章非电量的电测技术热电阻的结构比较简单，一般将电阻丝统在云母、石英、陶瓷、塑料等绝缘骨架上，经过固定，外面再加上保护套管。但骨架性能的好坏，影响其测量精度、体积大小和使用寿命。下面是关于热电阻的结构、类型的简单了解2/3/202312第四章非电量的电测技术感温元件结构普通（装配式）铂电阻2/3/202313第四章非电量的电测技术铠装式铂电阻比装配式铂电阻直径小，易弯曲，抗震性好，适宜安装在装配式铂电阻无法安装的场合。铠装式铂电阻外保护套管采用不锈钢，内充满高密度氧化物绝缘体，因此，它具有很强的抗污染性能和优良的机械强度，适合安装在环境恶劣的场合。可直接用铜导线和二次仪表相连接使用。由于它具有良好的电输出特性，可为显示仪、记录仪、调节器、扫描器、数据记录仪以及计算机提供准确的温度变化信号。铠装式铂电阻2/3/202314第四章非电量的电测技术薄膜铂热电阻元件，把金属铂研制成粉浆，采用先进的激光喷溅薄膜技术，及光刻法和干燥蚀刻法把铂附着在陶瓷基片上形成膜，引线经过激光调阻制成。铂金属的长期稳定性、可重复操作性、快速响应及较宽的工作