第五章热辐射探测器件摘要.PDF

第五章 热辐射探测器件 热辐射探测器件 本专题学习要求： 1.了解热辐射探测器的基本概念 2. 了解热辐射探测器的基本分类 热辐射探测器定义 热辐射探测器是利用探测元件吸收光辐射 （ 各种波长的电磁辐射）能量而引起温升，再 借助各种物理效应把温升转换成电量变化的 探测器 热辐射探测器分类 根据工作原理的不同分为：  热电阻探测器  热电偶与热电堆探测器  热释电探测器 4.1热电阻探测器 热电阻探测器：利用导电材料的电阻随温度 变化而变化的特性实现温度测量，按其材料 （金属或半导体）的性质不同可分为： 金属热电阻探测器~热电阻 半导体热电阻探测器~热敏电阻 4.1.1金属电阻探测器  金属电阻探测器特点 1. 高温度系数、高电阻率，这样在同样条件下减少 响应时间，提高灵敏度，减小体积和重量； 2. 化学物理性能稳定，在使用温度范围内热电阻的 材料特性稳定，保证测量结果的准确性； 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。 4.1.1金属电阻探测器 金属热电阻的材料:铂.铜 铂的优点:铂容易提纯，在高温和氧化性 介质中化学、物理性能稳定 阻值R与温度t 近似线性响应关系： R =R (1+At) t 0 4.1.1金属电阻探测器  由于铜电阻的电阻率仅为铂电阻的l/6左右，并且 不如铂稳定，当温度高时易被氧化，只适用于温 度较低和没有腐蚀性的介质中工作。 铂、铜热电阻不适宜用于超低温的测量，但是新 颖的特殊热电阻材料相继被采用：铟电阻测温精 度高，灵敏度是铂电阻的10倍，但是复现性差； 锰电阻灵敏度高，但是质脆易损坏。这些材料虽 然有各自的缺点，但是在适用的特殊场合，起了 重要作用。 4.1.1金属电阻探测器 R R 电阻的温度系数TCR TCR T 2 T1 RT 1 (T 2 T 1) 主要金属热电阻器的性能 材料 铂 镍 铜 使用温度范围（℃）-200～+600 -100～+300 -50～+150 电阻丝直径（mm ） 0.03～0.07 0.05左右 0.1左右 2 0.017 电阻率（Ω•mm /m ）0.0981～0.106 0.118～0.138 -3 0～100℃之间电阻 3.92～3.98 （×10 / ℃）6.21～6.34 4.25～4.28 -3 -3 温度系数平均值 （×10 / ℃） （×10 / ℃） 化学稳定性 除了还原介质和高温 超过180℃易氧 超过100℃易氧 环境，稳定性优秀 化 化 特性 线性、稳定性好，精 接近线性 线性较好，成本 度高