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传感器小知识:热电阻温度传感器

 发布时间:2021-06-08 点击量:189

温度是与人类的生活、工作关系非常密切的物理量。为了能够更好地实现工作和生活,我们需要通过仪器设备对其进行监测。所以温度传感器应运而生。温度传感器是把非电量温度转换为电信号的传感器,它的种类很多,常用的有热电阻、热电偶、集成温度传感器等。今天小编就带大家来了解一下热电阻传感器。 

热电阻

热电阻温度传感器是利用导体或半导体的电阻值随温度变化而变化的原理进行测温的一种传感器温度计,热电阻也可以与温度变送器连接,将温度转换为标准电流信号输出,实现对环境温度的实时监测。热电阻温度传感器分为金属热电阻和半导体热敏电阻两大类。

1.金属热电阻

金属热电阻传感器是利用金属导体的电阻值随温度变化而变化的原理进行测温的。金属热电阻大都由纯金属材料制成,目前主要采用的材料是铂和铜,也有用锰、铑、碳等材料制作热电阻。

(1)铂热电阻

铂热电阻的特点是测温精度高、稳定性好,是制造热电阻的好材料。铂热电阻元件的工作原理是在温度作用下,铂电阻丝的电阻值随之变化而变化的原理。可用于测量-200~800℃范围内的温度。其优点是:电气性能稳定,温度和电阻关系近于线性精度高。

(2)铜热电阻

因为铂材料价格昂贵,因此一般工程测量中多采用铜作为热电阻材料。铜的优点是价格低廉,易于提纯,在-50-150℃的范围内,温度特性的线性较好。其缺点是铜的电阻率仅为铂的几分之一,因此,铜热电阻所用材料细而且长,机械强度较差,热惯性较大,在温度高于100℃以上或在侵蚀性介质中使用时,易氧化,稳定性较差。所以铜热电阻只能用于测量精度要求不高且温度不高(100℃以下)及无侵蚀性的介质中。

2.半导体热敏电阻

半导体热敏电阻简称热敏电阻,是一种新型的半导体测温元件,热敏电阻是利用某些金属氧化物或单晶锗、硅等材料,按特定工艺制成的感温元件。热敏电阻可分为3种类型,即正温度系数(PTC)热敏电阻、负温度系数(NTC)热敏电阻以及在某一特定温度下电阻值会发生突变的临界温度电阻器(CTR)。目前使用较多的热敏电阻是NTC型热敏电阻。热敏电阻与金属热电阻比有以下几点不同。

①热敏电阻的温度系数值远大于金属热电阻,所以半导体温度计的灵敏度很高。

②同温度情况下,热敏电阻阻值远大于金属热电阻。所以连接导线电阻对测量误差的影响极小,适用于远距离测量。

③热敏电阻温度曲线非线性相当严重,所以其测量温度范围远小于金属热电阻,-般在50-300℃。

④半导体热敏电阻的性能不够稳定、互换性差、精度较低,这是它的主要缺点。

热电阻温度传感器作为一种常用的温度传感器产品,凭借其性能稳定、使用灵活、可靠性高等优点,被广泛运用到工业生产中-200℃到+500℃范围的温度测量,少数情况下,低温可测量至1K(-272℃),高温可测量至1000℃,基本满足了工业生产的需要。

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