第7章-热电式传感器-1.ppt

* * 热电传感器 热能 电能 测量：温度、与温度有关的参量 —— 热电偶 温度 电势 电阻 金属 半导体 热电阻 热敏电阻 —— PN结型温度传感器 §7-1 热电阻 一、热电阻材料特点 （1）高温度系数、高电阻率 （2）较宽测量范围内具有稳定的物理和化学性质 （3）良好的输出特性 （4）良好工艺性 原理：金属材料的电阻随温度变化而变化 二、常用热电阻 1、铂电阻 0 ~ 660℃ -190 ℃ ~ 0℃ 其中，Rt、R0 ——温度为 t ℃ 和 0 ℃ 时的电阻； A、B、C 为常数： A = 3.940 × 10-2 /℃ B = -5.84 × 10-7 /℃2 C = -4.22 × 10-12 /℃4 分度表 —— R0 = 50? 和 100 ? 时的 Rt – t 关系 2、铜电阻 其中，A、B、C为常数：A = 4.28899 × 10-3 /℃ B = -2.133 × 10-7 /℃2 C = 1.233 × 10-9 /℃3 国际温标IPTS-68规定：在 –259.34 ℃ ~ 630.74 ℃内， 以铂电阻作为温度基准器 优点：（1）易提纯； （2）在高温和氧化性介质中性能稳定； （3）输出近线性； （4）测量精度高。 -50 ℃ ~ 150℃ 模型1：精确计算时 模型2：简便计算，常用二项式计算 其中，Rt、R0 —— 温度为 t ℃ 和 t 0℃时的电阻； —— 温度为 t 0℃ 时的温度系数。 3、其它热电阻 —— 低温、超低温 三、热电阻的测量电路 1、三线制 uA r = 0，导线电阻 r 对测量无影响 平衡： 两线制 控制室 生产现场 指示仪表 r r Rt r：电桥电源；2r：相邻臂 （1）不受其它条件约束； （2）恒流源 I 稳定。 四、热电阻应用举例 例1：测量真空度 I 恒温容器 被测介质 玻璃管 铂电阻丝 2、四线制 电位差计 ? ? ? ? 例2：气体成分分析仪 —— 第 i 种气体的导热系数 —— 第 i 种气体的百分含量 —— 已知 —— 可测量 —— 可求出 A —— 参考室 —— 工作室 §7-2 热敏电阻 一、热敏电阻的结构和特点 玻璃壳 热敏电阻 引线 （a）珠状 （b）片状 （c）杆状 （d）垫圈状 半导体 金属氧化物：钴Co、锰Mn、镍Ni 等的氧化物 采用不同比例配方、高温烧结而成。 优点：（1）结构简单、体积小、可测点温度； （2）电阻温度系数大，灵敏度高（10倍）； （3）电阻率高、热惯性小、适宜动态测量。 热敏电阻的主要参数 二、热敏电阻的温度特性 负温度系数热敏电阻：NTC 正温度系数热敏电阻：PTC 临界温度系数热敏电阻：CRT 0 40 80 120 160 200 106 104 102 100 温度℃ 电阻 CTR NTC PTC