热电阻温度传感器.pptx
生物医学工程学院
罗敏敏
luomin@
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四个温度段：规定各温度段所使用的标准仪器
①低温铂电阻温度计(13.81K—273.15K);
②铂电阻温度计(273.15K—903.89K);
③铂铑-铂热电偶温度计(903.89K—1337.58K);
④光测温度计(1337.58K以上)。
国际实用开尔文温度与国际实用摄氏温度分别用符号T68和t68来区别(一般简写为T与t)。
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1温度传感器的物理原理
◆随物体的热膨胀相对变化而引起的体积变化；
◆蒸气压的温度变化；
◆电极的温度变化
◆热电偶产生的电动势；
◆光电效应
◆热电效应
◆介电常数、导磁率的温度变化；
◆物质的变色、融解；
◆强性振动温度变化；
◆热放射；
◆热噪声。
2.温度传感器应满足的条件
■特性与温度之间的关系要适中，并容易检测和处理，且随温度呈线性变化；
■除温度以外，特性对其它物理量的灵敏度要低；
■特性随时间变化要小；
■重复性好，没有滞后和老化；
■灵敏度高，坚固耐用，体积小，对检测对象的影响要小；
■机械性能好，耐化学腐蚀，耐热性能好；
■能大批量生产，价格便宜；
■无危险性，无公害等。
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BaSrTiO₃陶瓷
石英晶体振动器
示温涂料液晶
半导体二极管
种类
超声波温度计
电阻变化
温度传感器分类
分类
特征
传感器名称
测温范围
超高温用传感器
1500℃以上
光学高温计、辐射传感器
高温用传感器
1000~
1500℃
光学高温计、辐射传感器、热电偶
中高温用传感器
500～1000℃
光学高温计、辐射传感器、热电偶
中温用传感器
0～500℃
★热电偶、测温电阻器、热敏电阻、感温铁氧体、石英晶体振动器、双金属温度计、压力式温度计、玻璃制温度计、辐射传感器、晶体管、二极管、半导体集成电路传感器、可控硅
低温用传感器
-250～0℃
晶体管、热敏电阻、压力式玻璃温度计
极低温用传感器
-270～-
250℃
BaSrTiO3陶瓷7
分类
特征
传感器名称
测温特性
线性型
测温范围宽输出小
测温电阻器、晶体管、热电偶
半导体集成电路传感器、
可控硅、石英晶体振动器、
压力式温度计、玻璃制温度计
指数型函数
测温范围窄输出大
热敏电阻
开关型特性
特定温度
输出大
感温铁氧体、双金属温度计
温度传感器分类(2)
三、温度传感器的发展概况
■公元1600年，伽里略研制出气体温度计。一百年
后，研制成酒精温度计和水银温度计。随着现代工业技术发展的需要，相继研制出金属丝电阻、温差电动式元件、双金属式温度传感器。1950年以后，
相继研制成半导体热敏电阻器。最近，随着原材料、
加工技术的飞速发展、又陆续研制出各种类型的温度传感器。
接触式温度传感器
非接触式温度传感器
接触式温度传感器的特点：传感器直接与被测物体接触进行温度测量，由于被测物体的热量传递给传感器，降低了被测物体温度，特别是被测物体热容量较小时，测量精度较低。因此采用这种方式要测得物体的真实温度的前提条件是被测物体的热容量要足够大。
非接触式温度传感器主要是利用被测物体热辐射而发出红外线，从而测量物体的温度，可进行遥测。其制造成本较高，测量精度却较低。优点是：不从被测物体上吸收热量；不会干扰被测对象的温度场;连续测量不会产生消耗；反应快等。
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■1.常用热电阻
C3范围：-260～+850℃;精度：0.001℃。改进后可连续工作2000h,失效率小于1%,使用期为10年。
-2.管缆热电阻
C3测温范围为-20～+500℃,最高上限为1000℃,精度为0.5级。
■3.陶瓷热电阻
C3测量范围为-200～+500℃,精度为0.3、0.15级。
■4.超低温热电阻
C3两种碳电阻，可分别测量-268.8～253℃-272.9～272.99℃的温度。
■5.热敏电阻器
O3适于在高灵敏度的微小温度测量场合使用。经济性好、价格便宜。
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I.辐射高温计用来测量1000℃以上高温。分四种：光学高温计、比色高温计、辐射高温计和光电高温计。
2.光谱高温计前苏联研制的YCI—I型自动测温通用光谱高温计，其测量范围为400～6000℃,是采用电子化自动跟踪系统，保证有足够准确的精度进行自动测量。
=3.超声波温度传感器特点是响应快(约为10ms左右),方向性强。目前国外有可测到5000F的产品。
■4.激光温度传感器适用于远程和特殊环境下的温度测量。如NBS公司用氦氖激光源的激光做光反射计可测很高的温度，精度为1%。美国麻省