傳感器及檢測(cè)技術(shù)（第四版）課件 9.金屬熱電阻

……………金屬熱電阻傳感器技術(shù)與應(yīng)用武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院

熊曉倩課程內(nèi)容CONTENTS熱電阻的材料和結(jié)構(gòu)02熱電阻的應(yīng)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(cè)器，它是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度增加而增大這一特性來進(jìn)行溫度測(cè)量的，其測(cè)量精度高、性能穩(wěn)定。一、概述和工作原理工作原理：

當(dāng)溫度升高時(shí)，金屬內(nèi)部原子晶格的振動(dòng)加劇，從而使金屬內(nèi)部的自由電子通過金屬導(dǎo)體時(shí)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(shì)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(guān)系。二、熱電阻的材料和結(jié)構(gòu)作為測(cè)量溫度的熱電阻材料應(yīng)具備以下特點(diǎn)：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(xué)性能穩(wěn)定，以確保在溫度檢測(cè)范圍內(nèi)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(dǎo)線的連接方式叫二線制。這種引線方法很簡(jiǎn)單，但由于連接導(dǎo)線必然存在引線電阻r，r大小與導(dǎo)線的材質(zhì)和長(zhǎng)度等因素有關(guān)，且隨環(huán)境溫度變化，造成測(cè)量誤差。因此這種引線方式只適用于測(cè)量精度較低的場(chǎng)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(gè)橋臂電阻，其連接導(dǎo)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(dǎo)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(zhuǎn)換成電壓信號(hào)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(cè)。熱電阻的內(nèi)部引線方式有兩線制、三線制、四線制三種。四、熱電阻的應(yīng)用電路

如圖所示，采用TGS812型酒精傳感器,對(duì)酒精有較高的靈敏度(對(duì)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(yīng)用電路

傳感器的負(fù)載電阻為R1及R2,這里分析電路時(shí)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(qū)動(dòng)器LM3914。四、熱電阻的應(yīng)用電路

當(dāng)無酒精蒸汽時(shí)，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