熱電阻傳感器和熱電阻溫度傳感器
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熱電阻傳感器定義
熱電阻傳感器是利用轉(zhuǎn)換元件電磁參量隨溫度變化的特性，對溫度和與溫度有關(guān)的參量進行檢測的裝置。
將溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻變化的稱為熱電阻傳感器；
將溫度變化轉(zhuǎn)換為熱電勢變化的稱為熱電偶傳感器。
熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測器。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確度是最高的，它不僅廣泛應用于工業(yè)測溫，而且被制成標準的基準儀。
熱電阻分類
按材料分，熱電阻傳感器可分為金屬熱電阻式和半導體熱電阻式兩大類，前者簡稱熱電阻，后者簡稱熱敏電阻。
按結(jié)構(gòu)分，普通型熱電阻、鍇裝熱電阻、薄膜熱電阻
按用途分，工業(yè)用熱電阻、精密標準電阻
工作原理
溫度升高，金屬內(nèi)部原子晶格的振動加劇，從而使金屬內(nèi)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。
一、金屬熱電阻及其特性
熱電阻測溫是基于金屬導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。
1、銅電阻
銅在-50～150℃范圍內(nèi)銅電阻化學、物理性能穩(wěn)定，輸出－輸入特性接近線性，價格低廉。
銅電阻阻值與溫度變化之間的關(guān)系：
式中A、B、C¡ª常量
當溫度高于100℃時易被氧化，因此適用于溫度較低和沒有浸蝕性的介質(zhì)中工作。
2、其他熱電阻傳感器
鎳使用溫度范圍是-50～100℃和-50～150℃。但目前應用較少：鎳非線性嚴重，材料提取也困難。但靈敏度都較高，穩(wěn)定性好，在自動恒溫和溫度補償方面的應用較多。（我國定為標準化熱電阻）
銦電阻適宜在-269～-258℃溫度范圍內(nèi)使用，測溫精度高，靈敏度是鉑電阻的10倍，但是復現(xiàn)性差。
錳電阻適宜在-271～-210℃溫度范圍內(nèi)使用，靈敏度高，但是質(zhì)脆易損壞。
碳電阻適宜在-273～-268.5℃溫度范圍內(nèi)使用，熱容量小，靈敏度高，價格低廉，操作簡便，但是熱穩(wěn)定性較差。
下面是關(guān)于熱電阻的結(jié)構(gòu)、類型的簡單了解
熱電阻的結(jié)構(gòu)比較簡單，一般將電阻絲統(tǒng)在云母、石英、陶瓷、塑料等絕緣骨架上，經(jīng)過固定，外面再加上保護套管。但骨架性能的好壞，影響其測量精度、體積大小和使用壽命。
鎧裝式鉑電阻比裝配式鉑電阻直徑小，易彎曲，抗震性好，適宜安裝在裝配式鉑電阻無法安裝的場合。
鎧裝式鉑電阻外保護套管采用不銹鋼，內(nèi)充滿高密度氧化物絕緣體，因此，它具有很強的抗污染性能和優(yōu)良的機械強度，適合安裝在環(huán)境惡劣的場合。
可直接用銅導線和二次儀表相連接使用。由于它具有良好的電輸出特性，可為顯示儀、記錄儀、調(diào)節(jié)器、掃描器、數(shù)據(jù)記錄儀以及計算機提供準確的溫度變化信號。
薄膜鉑熱電阻元件，把金屬鉑研制成粉漿，采用先進的激光噴濺薄膜技術(shù)，及光刻法和干燥蝕刻法把鉑附著在陶瓷基片上形成膜，引線經(jīng)過激光調(diào)阻制成。鉑金屬的長期穩(wěn)定性、可重復操作性、快速響應及較寬的工作溫度范圍等特性使其能夠適合多種應用。
二、測量電路及應用
1、三線橋接法
電橋在零位調(diào)整時，應使R4＝Ra＋Rt0為電阻在參考溫度（如0℃）時的電阻值。三線連接法的缺點之一是可調(diào)電阻的接觸電阻和電橋臂的電阻相連，可能導致電橋的零點不穩(wěn)。
圖所示為四線連接法，調(diào)零的Rp電位器的接觸電阻和指示電表串聯(lián)，接觸電阻的不穩(wěn)定不會破壞電橋的平衡和正常工作狀態(tài)。
學習查“鉑熱電阻分度表”
附錄鉑熱電阻分度表p373
三、熱電阻的應用
1、熱電阻溫度計
通常工業(yè)上用于測溫是采用鉑電阻和銅電阻作為敏感元件，測量電路用得較多的是電橋電路。為了克服環(huán)境溫度的影響常采用圖所示的三導線四分之一電橋電路。由于采用這種電路，熱電阻的兩根引線的電阻值被分配在兩個相鄰的橋臂中，如果，則由于環(huán)境溫度變化引起的引線電阻值變化造成的誤差被相互抵消。
2、熱電阻式流量計
熱電阻流量計的電原理圖。兩個鉑電阻探頭Rt1、Rt2，Rt1放在管道中央，它的散熱情況受介質(zhì)流速的影響。Rt2放在溫度與流體相同，但不受介質(zhì)流速影，響的小室中。當介質(zhì)處于靜止狀態(tài)時，電橋處于平衡狀態(tài)，流量計沒有指示。當介質(zhì)流動時，由于介質(zhì)流動帶走熱量，溫度的變化引起阻值變化，電橋失去平衡而有輸出，電流計指示直接反映了流量的大小。
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