冰箱温度的检测 热电阻热敏电阻

铂丝的电阻值与温度之间的关系，即特性方程如下: 当温度t 在－200℃≤ t ≤0℃时：
R t R 0 [ 1 A t B t2 C (t 1 0 0 ) t3 ]
当温度 t 在0℃≤ t ≤650℃时：
R t R 0[1AtBt2]
国内统一设计的工业用标准铂电阻，W（100）≥1.391， R0分为10Ω和100Ω两种，分度号分别为Pt10和Pt100， 并给出其分度表（给出阻值和温度的关系）
(4)耗散系数H 指热敏电阻的温度与周围介质的温度相差 1℃时热敏电阻所耗散的功率，单位为mW /℃；
(5) 热容量C 热敏电阻的温度变化1℃所需吸收或释放的 热量，单位为J／℃；
(6) 能量灵敏度G （W）
使热敏电阻的阻值变化1％所需耗散的功率。
G(H/)100
(7) 时间常数τ 温度为T0的热敏电阻突然置于温 度为T 的介质中，热敏电阻的温度增量ΔT=
1—电阻体；2—瓷绝缘套管；3—不锈钢套管；4—安装固定件；5—引线口； 6—接线盒；7—芯柱；8—电阻丝；9—保护膜；10—引线端
热电阻结构
小型铂热电阻
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铜热电阻
3 半导体热敏电阻（P24）
利用半导体的电阻值随温度显著变化的特性制成 由金属氧化物和化合物按不同的配方比例烧结 优 点： ✓ 热敏电阻的温度系数比金属大（4～9倍） ✓ 电阻率大，体积小，热惯性小，适于测量点温、
4. 热敏电阻的主要参数
⑴ 标称电阻值RH : 在环境温度为25±0.2℃时测得的电阻 值，又称冷电阻。其大小取决于热敏电阻的材料和几 何尺寸。
⑵ 材料常数B(K)：描述材料特性的一个常数，取决于热 敏电阻材料的激活能力，值大，灵敏度高。
(3)电阻温度系数α：指温度升高1℃时，电阻值的相对变 化量。电阻率越高，温度系数也越大。
热敏电阻的电阻温度系数
热敏电阻在其本身温度变化1℃时，电 阻值的相对变化量
1 RT
dRT dT
B T2
B和α值是表征热敏电阻材料性能的两个重要 参数，热敏电阻的电阻温度系数比金属丝的电 阻温度系数高很多，所以它的灵敏度很高。
⑵ 伏安特性
在稳态情况下，通过热敏电阻的电流I与其两端的电压 U之间的关系。
⑵ 铜热电阻
应用：测量精度要求不高且温度较低的场合 测量范围：―50～150℃
优点：温度范围内线性关系好，灵敏度比铂电阻 高，容易提纯、加工，价格便宜，复制性能好。
缺点：易于氧化，一般只用于150℃以下的低温测 量和没有水分及无侵蚀性介质的温度测量。与铂 相比，铜的电阻率低，所以铜电阻的体积较大。
0.63 (T－T0) 时所需的时间。
C/H
(8) 额定功率PE 在标准压力（750mmHg）和规 定的最高环境温度下，热敏电阻长期连续使用 所允许的耗散功率，单位为W。在实际使用时， 热敏电阻所消耗的功率不得超过额定功率。
5. 热敏电阻的线性化
NTC的几种组合电路及其热电特性 热敏电阻的电阻-温度特性呈指数关系，有较大非线性， 一般处理方法是与温度系数小的电阻进行串并联，使其等 效电阻在一定温度范围内是线性的。
⑶ 温度补偿
仪
表
中
的
电
阻
温 度
改善温度系数非线性
补
偿
电
路
金属一般具有正的温度系数，
采用负温度系数的热敏电阻进行补偿，
可以抵消由于温度变化所产生的误差
(4) 流量测量
热式质量流量计
– 原理：流体中热传递与热转移与流体质量的关系。
应用：点温、表面温度、温差、温场等测量 自动控制及电子线路的热补偿线路
2. 热敏电阻的结构
构成：热敏探头、引线、壳体 二端和三端器件：
为直热式，即热敏电阻直接由连 接的电路获得功率； 四端器件：旁热式 体积达到小型化与超小型化。
热敏电阻的结构形式
热敏电阻外形
MF12型 NTC热敏电阻
聚脂塑料封装 热敏电阻
使用最广泛的热电阻材料铂和铜
1. 常用热电阻(P22页)
铂热电阻 主要作为标准电阻温度计，广泛应用于温度 基准、标准的传递。
铜热电阻 测量精度要求不高且温度较低的场合，测量 范围一般为―50～150℃。
⑴ 铂热电阻 目前最好材料
长时间稳定的复现性可达10-4 K ，是目前测温 复现性最好的一种温度计。
⑵ 温度控制（P26页）详讲
简
易
温
度
控
制 器
加热指 示灯
由VR设定动作温度。如下：实际温度低时， R t 大，VT1的be之间电压 大于导通电压，VT1导通，相继VT2也导通，继电器吸合，电热丝加热。
当实际温度达到要求控制的温度时，由于R t（NTC型）的阻值降低，使 VTl的be电压过低 (< 0.6V) , VTl截止，相继VT2截止，继电器断开，电热 丝断电而停止加热。这样便达到控制温度的目的。
温度测量的特点：精度高、适于测低温。 传感器的测量电路：经常使用电桥，精度较高
的是自动电桥。 为消除由于连接导线电阻随环境温度变化而造
成的测量误差，常采用三线制和四线制连接法。
两线制
Es
这种引线方式简单、费用低， 但是引线电阻以及引线电阻
的变化会带来附加误差。
R2
R1
A
R3
r Rt r
两线制适于引线不长、测温 精度要求较低的场合。
2
1.1 热电阻式传感器
1.1.1 金属热电阻 1.1.2 半导体热敏电阻 1.1.3 热电阻式传感器的应用
✓基于导体或半导体的电阻值随温度而变化的特性。 ✓优点：信号可以远传、灵敏度高、无参比温度。 ✓金属热电阻稳定性好、准确度高，可作为基准仪表。 ✓缺点：电源激励、自热现象，影响精度。
1.1.1 金属热电阻
铜热电阻
铜电阻的阻值与温度之间的关系为
R t R 0 1 A t B t2 C t3
A、B、C为常数，常取A＝(4.25～4.28)×10-3/℃….
工业上使用的标准化铜热电阻的R0按国内统一设 计取50Ω和100Ω两种，分度号分别为Cu50和 Cu100，相应的分度表可查阅相关资料。
主要应用：钢铁、石油化工的各种工艺过程； 纤维等工业的热处理工艺；食品工业的各种自 动装置；空调、冷冻冷藏工业；宇航和航空、 物化设备及恒温槽 。
金属丝热电阻作为气体传感器的应用
1—连通玻璃管 2—流通玻璃管 3—铂丝 （a）真空度测量方法对环境温度变化比较敏感，
实际应用中有恒温或温度补偿装置。可测到133.322×10-5Pa。 （b）可检测管内气体介质成分比例变化、热风流速变化
表面温度及快速变化的温度。 ✓ 结构简单、机械性能好。 缺点：线性度较差，复现性和互换性较差。
1. 热敏电阻特点与类型
正温度系数(PTC) 负温度系数(NTC) 临界温度系数(CTR)
热敏电阻典型特性
热敏电阻分类
PTC热敏电阻－正温度系数
钛酸钡掺合稀土元素烧结而成 用途： 各种电器设备的过热保护，
项目二 冰箱温度的检测
1
任务要求
在家用电器中，大量设备如电冰箱、电饭煲、 热水器、电熨斗、洗衣机等，都要对温度进行 测量。
现在的冰箱要求保险功能越来越精确，对温度 控制要求也更高，这就要求我们对温度进行检 测，这里的温度传感器要求体积小、重量轻， 价格低，可以选用热电阻或热敏电阻作为测温 传感器。
2. 半导体热敏电阻传感器
⑴ 温度测量 ⑵ 温度控制 ⑶ 温度补偿 ⑷ 流量测量
⑴ 温度测量
热 敏 电 阻 点 温 计
开关S旋到1处接通校正电路，调节R6使显示仪表的指针转至测量 上限，用以消除由于电源E电压变化产生的误差。
当热敏电阻感温元件插入被测介质后，再将切换开关旋到2处，接 通测量电路，这时显示仪表的示值即为被测介质的温度值。
发热源的定温控制，限流元件。 CTR热敏电阻－临界温度系数
以三氧化二钒与钡、硅等氧化物，在磷、硅氧 化物在弱还原气氛中混合烧结而成。在某个温度 上电阻值急剧变化,具有开关特性。
用途：温度开关
热敏电阻分类
NTC热敏电阻－很高的负电阻温度系数
主要由Mn、Co、Ni、Fe、Cu等过渡金属氧 化物 混合烧结而成，改变混合物的成分和配比 就可以获得测温范围、阻值及温度系数不同的 NTC热敏电阻。
其他形式的热敏电阻
玻璃封装NTC 热敏电阻
MF58 型热敏电阻
其他形式的热敏电阻
带安装孔的热敏电阻 大功率PTC热敏电阻
其他形式的热敏电阻
贴片式NTC热敏电阻
其他形式的热敏电阻
MF5A-3型热敏电阻
MF58型（珠形）高精 度负温度系数热敏电阻
非标热敏电阻
3. 热敏电阻的主要特性
⑴ 温度特性
B 11
B
1
1
R TR 0eTT 0R 0e273t 273t0
NTC型热敏电阻，在较小的温度范围内，电阻-温度特性
式中 RT , R0——热敏电阻在绝对温度T，T0时的阻值( Ω )；
T0, T ——介质的起始温度和变化温度（K）； t0 , t ——介质的起始温度和变化温度（℃）；
B ——热敏电阻材料常数，一般为2000～6000K，
热电阻测温电桥的四线制接法
四线制
实验室用，高精度测量 四根导线引到现场温度
计。 当压表测量电流很小时，
可完全消除引线电阻影 响。
r4 r3
Rt
V
I
r2
r1
恒流源供电
铂测温电阻传感器
铂测温电阻缺点：响应速度慢、容易破损、 难于测定狭窄位置的温度。
现逐渐使用能大幅度改善上述缺点的极细型铠 装铂测温电阻，因而使应用领域进一步扩大。
其大小取决于热敏电阻的材料。