《传感器与检测技术》课件项目2 温度的检测.pptx

;;项目3温度检测;任务2.1基于热电阻的温度测量电路;相关知识1.热电式传感器

;相关知识2.温度;(1)摄氏温标（℃）

摄氏温标把在标准大气压下冰的熔点定为零度（0℃）,水的沸点定为100度（100℃）。在这两固定点间划分一百等分，每一等分为1摄氏度，符号为t

(2)华氏温标（℉）

它规定在标准大气压下，冰的熔点为32℉,水的沸点为212℉，两固定点间划分180个等分，每一等分为1华氏度，符号为θ。它与摄氏温标的关系式如下:;(3)热力学温标（K）

热力学温标是建立在热力学第二定律基础上的最科学的温标，是由开尔文（Kelvin）根据热力学定律提出来的，因此又称开氏温标。它的符号是T，单位是开尔文（K）。

热力学温标规定分子运动停止（即没有热存在）时的温度为绝对零度，水的三相点（气、液、固三态同时存在且进入平衡状态时的温度）的温度为273.16K,把从绝对零度到水的三相点之间的温度均匀分为273.16格，每格为1K。

由于以前曾规定冰点的温度为273.15K,所以现在沿用这个规定，用下式进行开氏温度和摄氏温度的换算

t/℃=T/K-273.15 ;2.1.1铂热电阻的工作原理

;;装配式铂热电阻由感温元件（金属电阻丝）、支架、引岀线、保护套管及接线盒等基本部分组成，为避免电感分量，电阻丝常采用双线并绕，制成无感电阻。装配式铂热电阻的内部结构如图2-2所示，其外形及结构如图2-3所示。

铠装式铂热电阻外形及结构如图2-4所示，比较细长，具有能弯曲、抗冲击、便于安装、寿命长等特点。

薄膜式铂热电阻如图2-5所示。它是利用真空镀膜法或用糊浆印刷烧结法使铝金属薄膜附着在耐高温基底上，其尺寸可以小到几平方毫米。可将其粘贴在被测高温物体上测量局部温度，具有热容量小、反应快的特点。;2.1.2热电阻的主要技术指标;分度表

热电阻R的阻值,不仅与t有关，还与其在0℃时的电阻值R0有关，即在同样温度下R0取值不同，Rt的值也不同。目前国内统一设计的工业用铂电阻的R0值有46Ω和100Ω。等几种，并将R0与t相应关系列成表格形式，称为分度表,如表2-1所示。上述两种铂电阻的分度号分别用BA1和BA2表示，使用分度表时，只要知道热电阻Rt值，便可查得对应温度值。目前工业用铂电阻分度号为Pt10和Pt100,后者更常用。;2.1.2热电阻的主要技术指标;2.铜电阻

铜电阻的特点是价格便宜(而铂是贵重金属)、纯度高、重复性好、电阻温度系数大

其测温范围为-50℃～150℃，当温度再高时，裸铜就发生氧化。

在上述测温范围内，铜的电阻值与温度呈线性关系，可表示为：;铜热电阻的主要缺点是电阻率小(仅为铂的一半左右)，所以制成一定电阻时与铂材料相比，铜电阻要细，造成机械强度不高，或铜电阻要长则体积较大，而且铜电阻容易氧化，测温范围小。因此，铜电阻常用于介质温度不高、腐蚀性不强、测温元件体积不受限制的场合。铜电阻R0的值有50Ω和100Ω两种，分度号分别为Cu50、Cul00。

3.其他热电阻

除了铂和铜热电阻外，还有镍和铁材料的热电阻。镍和铁的电阻温度系数大，电阻率高，可用于制成体积大、灵敏度高的热电阻。但由于容易氧化，化学稳定性差，不易提纯，重复性和线性度差，目前应用还不多

近年来在低温和超低温测量方面，开始采用一些较为新颖的热电阻，例如铑铁电阻、铟电阻、锰电阻、碳电阻等。铑铁电阻是以含0.5%铑原子的铑铁合金丝制成的，常用于测量0.3～20K范围内的温度，具有较高的灵敏度和稳定性、重复性较好等优点。铟电阻是一种高精度低温热电阻，铟的熔点约为429K,在4.2～15K温域内其灵敏度比铂高10倍，故可用于铂热电阻不能使用的测温范围。;2.1.3热电阻的测量电路;为了消除导线电阻的影响，一般采用三线制连接法，如图2-7所示。图2-7(a)的热电阻有三根引出线，而图2-7(b)的热电阻只有两根引出线，但都采用了三线制连接法。采用三线制接法，引线的电阻分别接到相邻桥臂上且电阻温度系数相同,因而温度变化时引起的电阻变化亦相同，使引线电阻变化产生的附加误差减小。

;在进行精密测量时，常采用四线制连接法，如图2-8所示。由图可知，调零电阻Rq分为两部分，分别接在两个桥臂上，其接触电阻与检流计G串联，接触电阻的不稳定不会影响电桥的平衡和正常工作状态，其测量电路常配用