热电阻温度传感器课件.ppt
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- 热电阻 温度传感器 课件
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1、传感器与检测技术传感器与检测技术热电阻式温度传感器热电阻式温度传感器Thermal Resistive Sensors2传感器与检测技术传感器与检测技术热电阻热电阻热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高,性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度是最高的,它不仅广泛应用于工业测温,而且被制成标准的基准仪。金属热电阻的感温元件有石英套管十字骨架结构,麻花骨架结构得杆式结构等。金属热电阻常用的感温材料种类较多,最常用的是铂丝。工业测量用金属热电阻材料除铂丝外,还有铜、镍、铁、铁镍、钨、银等。薄膜热电阻是利用电子阴极溅射的方法制造,可实现工业化大批量生产。其中骨架用陶瓷,引线采用铂
2、钯合金。3传感器与检测技术传感器与检测技术金属热电阻主要特点金属热电阻主要特点热电阻电阻体(最主要部分)绝缘套管接线盒作为热电阻的材料要求:电阻温度系数要大,以提高热电阻的灵敏度;电阻率尽可能大,以便减小电阻体尺寸;热容量要小,以便提高热电阻的响应速度;在测量范围内,应具有稳定的物理和化学性能;电阻与温度的关系最好接近于线性;应有良好的可加工性,且价格便宜。使用最广泛的热电阻材料是铂和铜4传感器与检测技术传感器与检测技术5传感器与检测技术传感器与检测技术1.常用热电阻 铂热电阻主要作为标准电阻温度计,广泛应用于温度基准、标准的传递。铜热电阻测量精度要求不高且温度较低的场合,测量范围一般为501
3、50。6传感器与检测技术传感器与检测技术铂热电阻铂热电阻7传感器与检测技术传感器与检测技术C0C190C6600)100(1)1(32020ttCBtAtRBtAtRRt其中,Rt:温度为 t 时的电阻;R0:温度为 0 时的电阻;A:常数,3.940 10-2-1 B:常数,-5.84 10-7 -2C:常数,-4.22 10-12 -4 铂热电阻铂热电阻 目前最好材料目前最好材料8传感器与检测技术传感器与检测技术 长时间稳定的复现性可达10-4 K,是目前测温复现性最好的一种温度计。铂电阻的精度与铂的提纯程度有关铂电阻的精度与铂的提纯程度有关 1000(100)RWR百度电阻比百度电阻比
4、W(100)越高,表示铂丝纯度越高,)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,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目前技术水平已达到W(100)1.3930,工业用铂电阻的纯度工业用铂电阻的纯度W(100)为)为1.3871.390。9传感器与检测技术传感器与检测技术国内统一设计的工业用标准铂电阻,国内统一设计的工业用标准铂电阻,W(100)1.391,R0分为分为50和和100两种,分度号分别为两种,分度号分别为 Pt50 和和 Pt100其分度表(给出阻值和温度的关系)其分度表(给出阻值和温度的关系)10传感器与检测技术传感
5、器与检测技术11传感器与检测技术传感器与检测技术 铜热电阻铜热电阻应 用:测量精度要求不高且温度较低的场合测量范围:50150优 点:温度范围内线性关系好,灵敏度比铂电阻高,容易提纯、加工,价格便宜,复制性能好。缺 点:易于氧化,一般只用于150以下的低温测量和没有水分及无侵蚀性介质的温度测量。与铂相比,铜的电阻率低,所以铜电阻的体积较大。12传感器与检测技术传感器与检测技术模型模型1:13传感器与检测技术传感器与检测技术模型模型2:14传感器与检测技术传感器与检测技术几种常用金属热电阻材料参数几种常用金属热电阻材料参数材料温度系数(1/)比电阻(mm2/m)温度范围()特 性铂3.9210-
6、30.0981-200 +650近线性铜4.2510-30.0170-50 +150线性铁6.5010-30.0910-50 +150非线性铁6.6010-30.1210-50 +100非线性15传感器与检测技术传感器与检测技术16传感器与检测技术传感器与检测技术优 点(1)易提纯;(2)物理、化学特性稳定;(3)输出近线性;(4)价格低廉。缺 点(1)电阻率低;(2)体积较大,热惯性较大;(3)温度高于100易氧化。17传感器与检测技术传感器与检测技术3、其它热电阻、其它热电阻 低温、超低温低温、超低温材料温度范围优 点缺点铟电阻室温 4.3K4.2 15K,灵敏度是铂的10倍。材料软,重复
7、性差。锰电阻63 2K(-271 -210)灵敏度高材料脆,难拉成丝。碳电阻-273 -268.5液氦温域价格低廉,对磁场不敏感。热稳定差18传感器与检测技术传感器与检测技术热电阻的结构和类型热电阻的结构和类型 按其结构类型来分,热电阻有普通型、铠装型、薄膜型等。普通型热电阻由感温元件(金属电阳丝)、支架、引线、保护套管及接线盒等基本部分组成。为避免电感分量,热电阻丝 常采用双线并绕,制成无感电阻。19传感器与检测技术传感器与检测技术1、感温元件、感温元件(金属电阻丝金属电阻丝)由于铂的电阻率较大,而且相对机械强度较大,通常铂丝的直径在(0.030.07)mrn0.005mm。可单层绕制,若铂
8、丝太细、电阻体可做得小,但强度低,若铂丝粗,虽强度大,但电阻体积大了,热惰性也大,成本高。由于铜的机械强度较低,电阻丝的直径需较大,一般为0.1mm0.005mm的漆包铜线或丝包线分层绕在骨架上,并涂卜绝缘漆而成。由于 铜电阻的温度低,故可以重叠多层绕制,一般多用双绕法,即两根丝平行绕制,在末端把两个头焊接起来,这样工作电流从一根热电阻丝进人,从另根热电阻丝反向出来,形成两 个电流力向相反的线圈,其磁场方向相反,产生的电感就互相抵消,故又称无感绕法。这种双绕法也有利于引线的引出。20传感器与检测技术传感器与检测技术2 2、骨架、骨架热电阻是绕制在骨架上的,骨架是用来支持和固定电阻丝的。骨架应使
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