热电式传感器 (2).ppt
汽车用水温传感器及水温表铜热电阻第58页,共106页,星期日,2025年,2月5日一、常用的几种热电阻7.2热电阻1.铂热电阻利用纯铂丝电阻随温度的变换而变化的原理设计而成。测温范围–200℃~650℃,目前,铂电阻上限温度达850℃。具有比其他元件良好的稳定性和互换性。123451-云母片骨架;2-铂丝;3-银丝引出线;4-保护用云母;5-绑扎用银带第59页,共106页,星期日,2025年,2月5日1.铂热电阻常用的几种热电阻铂电阻的电阻值与温度的关系为式中R0、Rt——温度为0及t℃时的铂电阻的电阻值;A、B、C——常数值,其中:A=3.96847×10-3℃-1B=–5.847×10-7℃-2C=–4.22×10-12℃-3Rt=R0(1+At+Bt2+Ct3)铂的物理、化学性能稳定,测量精度高、电阻率较高;第60页,共106页,星期日,2025年,2月5日铂电阻的精度与铂的提纯程度有关.百度电阻比:W(100)越高,表示铂丝纯度越高,国际实用温标规定,作为基准器的铂电阻,W(100)≥1.3925目前技术水平已达到W(100)=1.3930,工业用铂电阻的纯度W(100)为1.387~1.390。1.铂热电阻常用的几种热电阻国内统一设计的工业用标准铂电阻,W(100)≥1.391。第61页,共106页,星期日,2025年,2月5日分度号:Pt10表示0℃时电阻为10欧姆Pt100表示0℃时电阻为100欧姆1.铂热电阻常用的几种热电阻第62页,共106页,星期日,2025年,2月5日一、常用的几种热电阻7.2热电阻2.铜电阻在-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:铜电阻的缺点是电阻率低,体积大,热惯性大,在100℃以上时易氧化。α=4.28899×10-3℃-1第63页,共106页,星期日,2025年,2月5日分度号:Cu50表示0℃时电阻为50欧姆Cu100表示0℃时电阻为100欧姆2.铜电阻常用的几种热电阻第64页,共106页,星期日,2025年,2月5日二、热电阻测温电路7.2热电阻传感器的测量电路:经常使用电桥。精度较高的是自动电桥。为消除由于连接导线电阻随环境温度变化而造成的测量误差,常采用三线制和四线制连接法。第65页,共106页,星期日,2025年,2月5日Rt为热电阻,r1、r2、r3为引线电阻,R1、R2为两桥臂电阻,R1=R2,R3为调整电桥的精密电阻。M表内阻很大,故电流近似为零。当UA=UB时电桥平衡。若使r1=r2,则R3=Rt,就可消除引线电阻的影响。1.三线制电桥连接法R1R2R3Rtr1r3r2EABM三线接法二、热电阻测温电路7.2热电阻第66页,共106页,星期日,2025年,2月5日四线式测量线路r1r2r3r4RtIVIMEM电压表恒流源∵IV??IM,IV?0,∴EM=IMRt由上式知引线电阻r1~r4将不引起测量误差。电压表的值EM可认为是热电阻Rt上的压降.二、热电阻测温电路7.2热电阻2.四线制电桥连接法第67页,共106页,星期日,2025年,2月5日1.同样温度下热电阻输出信号大,易于测量.与热电偶比较热电阻特点2.热电阻需要外接电源,热电偶属温差发电式传感器。3.热电阻感温部分尺寸较大,测温反应速度相对较慢。4.同类材料制成的热电阻不如热电偶测温上限高。第68页,共106页,星期日,2025年,2月5日热敏电阻7.4热敏电阻热敏电阻是利用半导体的电阻值随温度的变化而显著变化的特性实现测温的。半导体热敏电阻有很高的电阻温度系数,其灵敏度比热电阻高得多。而且体积可以做得很小,故动态特性好,特别适于在-100℃~300℃之间测温。热敏电阻的缺点是互换性较差,另外其热电特性是非线性的。第69页,共106页,星期日,2025年,2月5日一、热敏电阻的结构7.4热敏电阻热敏电阻是由一些金属氧化物,如钴(Co)、锰(Mn)、镍(Ni)等的氧化物采用不同比例配方,高温烧结而成。其形状有珠状、片状、杆状、垫圈状等。(b)片状(c)杆状(d)垫圈状热敏电阻的结构类型(a)珠状玻璃壳热敏电阻引线