傳感器及檢測技術（第四版）課件 9.金屬熱電阻

……………金屬熱電阻傳感器技術與應用武漢職業(yè)技術學院

熊曉倩課程內容CONTENTS熱電阻的材料和結構02熱電阻的應用電路04概述和工作原理01熱電阻的引線方式03一、概述和工作原理概述：

熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測器，它是基于金屬導體的電阻值隨溫度增加而增大這一特性來進行溫度測量的，其測量精度高、性能穩(wěn)定。一、概述和工作原理工作原理：

當溫度升高時，金屬內部原子晶格的振動加劇，從而使金屬內部的自由電子通過金屬導體時的阻礙增大，宏觀上表現(xiàn)出電阻率變大，電阻值增加，我們稱其為正溫度系數(shù)，即電阻值與溫度的變化趨勢相同。也就是說溫度升高，電阻率變大，電阻值Rt與溫度t近似成線性關系。二、熱電阻的材料和結構作為測量溫度的熱電阻材料應具備以下特點：高的溫度系數(shù)、高電阻率以提高靈敏度及縮小傳感器體積。物理、化學性能穩(wěn)定，以確保在溫度檢測范圍內其電阻溫度特性不變。良好的輸出特性，即電阻值隨溫度的變化盡量接近線性。良好的加工工藝性。二、熱電阻的材料和結構目前作為熱電阻的材料主要有鉑、銅、鎳、鐵等。工業(yè)用幾種主要熱電阻材料特性如表所示：二、熱電阻的材料和結構熱電阻的外形如圖幾種所示。普通鉑熱電阻

小型鉑熱電阻

防爆型鉑熱電阻

銅電阻三、熱電阻的引線方式兩線制01

在熱電阻的兩端各連接一根導線的連接方式叫二線制。這種引線方法很簡單，但由于連接導線必然存在引線電阻r，r大小與導線的材質和長度等因素有關，且隨環(huán)境溫度變化，造成測量誤差。因此這種引線方式只適用于測量精度較低的場合。三線制02

在熱電阻根部的一端連接一根引線，另一端連接兩根引線的方式稱為三線制。這種方式通常與電橋配套使用，熱電阻作為電橋的一個橋臂電阻，其連接導線也成為橋臂電阻的一部分。四線制03

在熱電阻根部的兩端各連接兩根導線的方式稱為四線制。接線方法如圖所示，其中兩根引線為熱電阻提供恒定電流I，把Rt轉換成電壓信號U，再通過另兩根引線把U引至二次儀表。這種引線方式可完全消除引線電阻影響，主要用于高精度的溫度檢測。熱電阻的內部引線方式有兩線制、三線制、四線制三種。四、熱電阻的應用電路

如圖所示，采用TGS812型酒精傳感器,對酒精有較高的靈敏度(對一氧化碳也敏感)，其加熱及工作電壓都是5V,加熱電流約125mA。四、熱電阻的應用電路

傳感器的負載電阻為R1及R2,這里分析電路時可以看成是傳感器電阻與R1和R2串聯(lián)電阻的分壓，R1和R2的輸出連接LED顯示驅動器LM3914。四、熱電阻的應用電路

當無酒精蒸汽時，傳感器阻值非常大，R1及R2上分到的電壓很低,隨著酒精蒸汽的濃度增加,輸出電壓也上升,則