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工業(yè)用熱電阻的測溫原理

  熱電阻(thermalresistor)是中低溫區(qū)常用的一種溫度檢測器

。熱電阻測溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的。它的主要特點是測量精度高
,性能穩(wěn)定
。其中鉑熱電阻的測量精準確度是較高的,它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測溫
,而且被制成標準的基準儀
。熱電阻大都由純金屬材料制成,目前應(yīng)用多的是鉑和銅
,此外
,現(xiàn)在已開始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻
。金屬熱電阻常用的感溫材料種類較多
,常用的是鉑絲。工業(yè)測量用金屬熱電阻材料除鉑絲外
,還有銅
、鎳、鐵
、鐵—鎳等


測溫原理


  熱電阻的測溫原理與熱電偶的測溫原理不同的是,熱電阻是基于電阻的熱效應(yīng)進行溫度測量的

,即電阻體的阻值隨溫度的變化而變化的特性
。因此,只要測量出感溫?zé)犭娮璧淖柚底兓?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">,就可以測量出溫度
。目前主要有金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱敏電阻兩類。


  金屬熱電阻的電阻值和溫度一般可以用以下的近似關(guān)系式表示

,即


  Rt=Rt0[1+α(t-t0)]


  式中

,Rt為溫度t時的阻值;Rt0為溫度t0(通常t0=0℃)時對應(yīng)電阻值
;α為溫度系數(shù)


  半導(dǎo)體熱敏電阻的阻值和溫度關(guān)系為


  Rt=AeB/t


  式中Rt為溫度為t時的阻值

;A、B取決于半導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu)的常數(shù)


  相比較而言

,熱敏電阻的溫度系數(shù)更大,常溫下的電阻值更高(通常在數(shù)千歐以上)
,但互換性較差
,非線性嚴重,測溫范圍只有-50~300℃左右
,大量用于家電和汽車用溫度檢測和控制
。金屬熱電阻一般適用于-200~500℃范圍內(nèi)的溫度測量,其特點是測量準確
、穩(wěn)定性好
、性能可靠,在程控制中的應(yīng)用廣泛


  工業(yè)上常用金屬熱電阻從電阻隨溫度的變化來看

,大部分金屬導(dǎo)體都有這個性質(zhì),但并不是都能用作測溫?zé)犭娮?div id="m50uktp" class="box-center"> ,作為熱電阻的金屬材料一般要求:盡可能大而且穩(wěn)定的溫度系數(shù)
、電阻率要大(在同樣靈敏度下減小傳感器的尺寸)、在使用的溫度范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的化學(xué)物理性能
、材料的復(fù)制性好
、電阻值隨溫度變化要有間值函數(shù)關(guān)系。


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