金属热电阻正温度系数课件

思考题1、根据热电偶的基本定律，在图2.32(老版3.1)所示的热电偶回路中，当发生下列情况时，该回路中总电势如何变化（增大，减少，不变，不确定）？①t升高，t0不变；②t不变，t0升高；③t和t0同时升高相同的温度；④t和t0同时降低相同的温度；⑤t0端断开，接入另一均质导体，两联结点温度都为t0

；⑥t0端断开，接入一小电阻，两联结点温度都为t0

；⑦如图所示，A’和B’为同一均质导线，Q端的温度不等于t0

；⑧如图所示，A’和B’为不同导线，Q端的温度等于t0

；⑨如图所示，A’和B’为不同导线，Q端的温度不等于t0

。A’B’tt0QABtt0思考题1、根据热电偶的基本定律，在图2.32(老版3.1)所解答1小电阻也是导体，作为第三种导体，两端温度相同，根据中间导体定律热电动势不变解答1小电阻也是导体，作为第三种导体，两端温度相同，根据中间解答2小电阻可以看成两种导体或多种导体的连接，由于是小电阻则电阻上任何一点的温度都为t0，多次运用中间导体定律，热电动势不变A’B’tt0ABt0解答2小电阻可以看成两种导体或多种导体的连接，由于是小电阻则作业灵敏度？作业灵敏度？3.2温度检测仪表3.2温度检测仪表二、

热电阻温度计Resistancethermometer热电阻有金属热电阻和半导体热电阻（热敏电阻）导体或半导体的电阻率随温度变化两类热电阻式检测元件金属热电阻：铂电阻与铜电阻正的电阻温度系数，一般温度每升高1℃电阻约增加0.4%～0.6%

半导体热敏电阻

负温度系数，温度每升高1℃，电阻约减小2%～6%

二、热电阻温度计热电阻有金属热电阻和半导体热电阻（热敏电阻金属热电阻的材料要求电阻温度系数大，温度增加时，其电阻值有明显增大；物理和化学性能稳定，不易被介质腐蚀；电阻随温度变化保持单值函数，最好是线性关系；易于得到高纯物质，复现性好，价格便宜。较高的电阻率，以减小尺寸、减小热惯性金属热电阻的材料要求电阻温度系数大，温度增加时，其电阻值有明金属热电阻的温度特性

铂电阻

铜电阻铂电阻测量范围：－200～850℃(0℃<t<850℃)(-200℃<t<0℃)铜电阻测量范围：－50～150℃金属热电阻的温度特性铂电阻铜电阻铂电阻测量范围：－200金属热电阻

金属热电阻需考虑问题①R0（t＝0的R）的大小综合考虑常用的铜：R0＝50Ω和R0＝100Ω铂：R0＝10Ω、100Ω、1000Ω②电阻丝的粗细综合考虑：铂电阻d＝0.03～0.07mm铜电阻d＝0.1mm热电阻丝分度号：Pt10,Pt100,Pt500,Pt1000Cu50,Cu100金属热电阻金属热电阻需考虑问题热电阻丝分度号：Pt10铜电阻温度系数大复现性、物理和化学性能温度超过100℃时易被氧化电阻率小价格便宜温度范围较窄较大稳定、复现性好（只适合氧化性气氛）大高、贵金属较宽铂电阻铜电阻温度系数大复现性、物理和化学性能温度超过100℃时易热电阻的结构无感绕法。支架材料：云母、石英玻璃、陶瓷等。热电阻的结构无感绕法。工业热电阻检测元件工业热电阻检测元件金属热电阻的测量误差自热误差金属热电阻组成测量电路时，由于通电会发热引起电阻值变化限制电流，规定其值应不超过6mA。引线电阻引入的误差连接金属热电阻的导线有一定长度，金属热电阻自身的电阻值较小，所以引线的电阻值及其变化就不能忽略采用三线制或四线制接法。金属热电阻的测量误差自热误差两线制这种引线方式只适用于测量精度较低的场合。两线制这种引线方式只适用于测量精度较低的场合。三线制与电桥配套使用，可以较好的消除引线电阻的影响；是工业过程控制中最常用的引线方式三线制与电桥配套使用，可以较好的消除引线电阻的影响；是工业过四线制其中两根引线为热电阻提供恒定电流，把电阻变化转换成电压信号；再通过另两根引线把电压引至二次仪表。可见这种引线方式可完全消除引线电阻的影响；主要用于高精度的温度检测

四线制其中两根引线为热电阻提供恒定电流，把电阻变化转换成电压热电阻的使用—温度检测系统热电阻+引线+（温度变送器）+显示仪表热电阻的使用—温度检测系统热电阻+引线+（温度变送器）+显示热电阻式流量计，试考虑工作原理热电阻式流量计，试考虑工作原理热敏电阻由金属氧化物或半导体材料制成的热敏元件测温范围（－100～300℃

）分类负温度系数（NTC）热敏电阻正温度系数（PTC）热敏电阻临界温度（CTR）热敏电阻：具有很好的开关特性，常作为温度控制元件

热敏电阻由金属氧化物或半导体材料制成的热敏元件图2.3.8热敏电阻温度特性曲线1—负温度系数热敏电阻2—临界负温度系数热敏电阻3—开关型正温度系数热敏电阻4—缓交变型正温度系数热敏电阻NTCPTC图2.3.8热敏电阻温度特性曲线NTCPTC金属热电阻与半导体热敏电阻各有什么特点?金属热电阻正温度系数，0.4%～0.6%/℃一致性好（可互换）测量范围宽采用三线制接法可减小引线电阻影响热敏电阻负温度系数，-2%～6%/℃一致性差测量温度范围较窄测量电路简单热惯性小（体积小）灵敏度高（电阻温度系数大，是金属热电阻的十几倍）；金属热电阻与半导体热敏电阻各有什么特点?金属热电阻热敏电阻思考题：热电阻与热电偶测温系统区别？热电偶输出电压信号，测温范围宽；自由端温度补偿；补偿导线热电阻：电桥测量电路；普通导线（减小电阻并保持恒定）；三线制接法；相对热电偶，比较脆弱。供电电流有可能发热导致测量误差。

思考题：热电阻与热电偶测温系统区别？热电偶三、其它接触式温度检测仪表玻璃管温度计压力式温度计双金属温度计集成温度传感器三、其它接触式温度检测仪表玻璃管温度计1、玻璃管温度计

Liquid-in-GlassThermometerVt=Vt0(α-α’)(t-t0)Vt为温度t时体积，α为液体的体积膨胀系数α’为容器的体积膨胀系数水银:膨胀系数小，沸点高，可测量较高温度。不粘玻璃，不易氧化，容易提纯，线性较好，准确度高。酒精:膨胀系数大，沸点低，适合低温测量。1、玻璃管温度计

Liquid-in-GlassTher2、压力式温度计

PressureThermometerFluid-expansionthermometer根据密封容器中的液体、气体或低沸点液体的饱和蒸汽压，受热后体积膨胀或压力增大的原理而制成，并用压力表来测量此变化。2、压力式温度计

PressureThermometer液体压力温度计α为工作液的体积膨胀系数β为工作液的可压缩系数气体压力温度计蒸汽压力温度计液体压力温度计α为工作液的体积膨胀系数气体压力温度计蒸汽压力家电中的压力式温度计冰箱温度的检测与控制家电中的压力式温度计冰箱温度的检测与控制利用两种膨胀系数不同的金属元件来测量温度x—自由端位移L—双金属长度D—厚度G—为由双金属材料决定的弯曲率率3、双金属温度计

BimetallicThermometer

利用两种膨胀系数不同的金属元件来测量温度3、双金属温度计

双金属温度计的应用—饮水机加热控制双金属温度计的应用—饮水机加热控制5、集成温度传感器—模拟式输出电压、电流、电阻等模拟信号AD590电流LM19电压5、集成温度传感器—模拟式输出电压、电流、电阻等模拟信号晶体管温度检测元件原理：晶体管的PN结的伏安特性与温度有关二极管温度检测元件三极管温度检测元件集成式温度检测元件晶体管温度检测元件原理：晶体管温度检测元件晶体管温度检测元件集成温度传感器—数字式把温度转换成计算机可以用接口线读取的信息，如周期、频率、时延等集成温度传感器—数字式把温度转换成计算机可以用接口线读取的信一线制数字温度传感器DS18B20

一线制数字温度传感器DS18B20

DS18B20用于-50～150℃范围内测温，采用特殊的一线制数字串行通信方式，故用于智能化仪器对环境温度的监测非常方便，因不需要配置A/D转换器，所以采用DS18B20测温方案成本低廉。为点对点应用电路，DS18B20电源端接地；b)为点对多点应用电路，DS18B20电源端接外供电源（3～5.5V）。

a)应用电路块1b)应用电路块2DS18B20的应用DS18B20用于-50～150℃范围内测温，采用特殊的一线利用物体的辐射能随温度而变化的原理制成的。普朗克定律

εT为物体在温度T下的辐射率；λ为辐射波长；C1、C2为辐射常数辐射式温度计的原理四、非接触式温度检测仪表利用物体的辐射能随温度而变化的原理制成的。辐射式温度计的原理辐射式温度计的原理辐射式温度计的原理辐射式温度计的测温方法（1）普朗克定律设εT=1，黑体全辐射法：测量物体在整个波长范围能的辐射能量辐射式温度计的测温方法（1）普朗克定律设εT=1，黑体全辐射辐射式温度计的测温方法（2）当波长λ为常数λc亮度法：测量物体在某一波长（波段）上的辐射能量辐射式温度计的测温方法（2）当波长λ为常数λc亮度法：测量物辐射式温度计的测温方法（3）维恩公式比色法：测量物体在两个特定波长上的辐射能比值辐射式温度计的测温方法（3）维恩公式比色法：测量物体在两个特1、全辐射高温计——全辐射法接受被测物体全部辐射能量来测量温度1、全辐射高温计——全辐射法接受被测物体全部辐射能量来测量温显示温度Tp需要经过修正εT为被测物体的辐射率特点：接受能量大，结构简单容易受到干扰，对测量距离要求高显示温度Tp需要经过修正εT为被测物体的辐射率特点：被测对象辐射亮度与灯丝亮度比较；灯丝亮度（加热电流）与温度的关系为已知。光电高温计显示温度也需要经过修正2、光电温度计被测对象辐射亮度与灯丝亮度比较；2、光电温度计3、比色高温计两个固定波长的亮度比值随温度而变化特点：受物体辐射率的影响较小3、比色高温计两个固定波长的亮度比值随温度而变化特点：受物体4、红外测温仪人体的红外辐射能量较集中的中心波长为9.4μm，人体皮肤的红外辐射范围为3～50μm，其中8～14μm占全部人体辐射能量的46%。实现：类似光电温度计4、红外测温仪人体的红外辐射能量较集中的中心波长为9.4μm思考题？金属热电阻中，R0的意义是什么？请说明R0大小对测量的影响。金属热电阻与半导体热敏电阻各