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第7章 热电式传感器 第7章 热电式传感器 第7章 热电式传感器 第7章 热电式传感器 一. 热电阻 1.热电阻材料的特点 热电阻材料必须具有以下特点： (1).高温度系数、高电阻率。这样在同样条件下可加快反应速度，提高灵敏度，减小体积和重量。 (2).化学、物理性能稳定。以保证在使用温度范围内热电阻的测量准确性。 (3).良好的输出特性。即必须有线性的或者接近线性的输出。 (4).良好的工艺性，以便于批量生产、降低成本。 适宜制作热电阻的材料有铂、铜、镍、铁等。 第7章 热电式传感器 2.铂、铜热电阻的特性 铂、铜为应用最广的热电阻材料。虽然铁、镍的温度系数和电阻率均比铂、铜要高，但由于存在着不易提纯和非线性严重的缺点，因而用得不多。 铂容易提纯，在高温和氧化性介质中化学、物理性能稳定，制成的铂电阻输出－输入特性接近线性，测量精度高。 第7章 热电式传感器 铂电阻阻值与温度变化之间的关系可以近似用下式表示： 在0～660℃温度范围内 ????????? ?? ?????????????????????????? (7-1) 在-190～0℃温度范围内 ????????? ????????????????? (7-2) 式中 R0、Rt——分别为0℃和t℃的电阻值； A——常数(3.96847×10-3/℃)； B——常数(-5.847×10-7/℃2)； C——常数(-4.22×10-12/℃3)。 第7章 热电式传感器 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可近似表示为： ?????? ?? ??????????????????????? (7-3) 式中? A——常量(4.28899×10-3/℃)； B——常量(-2.133×10-7/℃2)； C——常量(1.233×10-9/℃3)。 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。 第7章 热电式传感器 3.其他热电阻 ⑴.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。 ⑵.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。 ⑶.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。 第7章 热电式传感器 二．热敏电阻 1.热敏电阻的特点 热敏电阻是用半导体材料制成的热敏器件。按物理特性，可分为三类： (1).负温度系数热敏电阻(NTC)； (2).正温度系数热敏电组(PTC)； (3).临界温度系数热敏电阻(CTR)。 下面以负温度系数的热敏电阻为例作一下介绍。 第7章 热电式传感器 负温度系数热敏电阻是一种氧化物的复合烧结体，通常用它测量-100～+300℃范围内的温度，与热电阻相比，其特点是： (1).电阻温度系数大，灵敏度高，约为热电阻的10倍。 (2).结构简单，体积小，可以测量点温度。 (3).电阻率高，热惯性小，适宜动态测量。 (4).易于维护和进行远距离控制。 (5).制造简单，使用寿命长。 缺点是互换性差，非线性严重。 第7章 热电式传感器 图7.1为负温度系数热敏电阻的电阻-温度特性曲线，用如下经验公式描述： ??????? ?? ??????????????????????????