《传感器与检测技术》课件 广教版 项目1 传感器与测量技术基础；项目2 温度的检测.ppt

任务实施2.1.1铂热电阻的结构

按铂热电阻的结构类型分类，有装配式、铠装式、薄膜式等。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。2.1.1铂热电阻的结构

2.1.2热电阻的主要技术指标1.铂电阻目前国内统一设计的工业用铂电阻的R0值有10Ω、100Ω等两种，分度号分别用PT10、PT100表示。实际使用时，可根据分度号査相应的分度表以获得Rt与t的关系。当温度t在-200℃～0℃范围内时，铂的电阻值与温度的关系可表示为：当温度t在-200℃～0℃范围内时，铂的电阻值与温度的关系可表示为：式中Rt—热电阻在温度为t时的电阻值；R0—热电阻在0℃时的电阻值；A、B、C—温度系数。A=3.98647×10-3;B=-5.847×10-7;C=-4.22×10-12。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2.1.2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：2.1.2热电阻的主要技术指标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。2.1.2热电阻的主要技术指标2.1.3热电阻的测量电路最常用的热电阻测温电路是电桥电路，如图2-6所示。图中R1、R2、R3和Rt（或Rq、RM）组成电桥的四个桥臂，其中Rt是热电阻Rq和RM分别是调零和调满刻度的调整电阻（电位器）。测量时先将切换S扳到“1”位置，调节Rq使仪表指示为零，然后将S扳到“3”位置，调节RM使仪表指示到满刻度，做这种调整后再将S扳到“2”位置，则可进行正常测量。由于热电阻本身电阻值较小（通常约为100Ω以内），而热电阻安装处（测温点）距仪表之间总有一定距离，则其连接导线的电阻也会因环境温度的变化而变化，从而造成测量误差。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。2.1.3热电阻的