冰箱温度的检测 热电阻热敏电阻

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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。
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
热电阻=电阻体(最主要部分)+绝缘套管+接线盒 作为热电阻的材料要求:
✓ 电阻温度系数要大,以提高热电阻的灵敏度; ✓ 电阻率尽可能大,以便减小电阻体尺寸; ✓ 热容量要小,以便提高热电阻的响应速度; ✓ 在测量范围内,应具有稳定的物理和化学性能; ✓ 电阻与温度的关系最好接近于线性; ✓ 应有良好的可加工性,且价格便宜。
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。
⑵ 温度控制(P26页)详讲





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。
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。
B 11
B
1
1
Βιβλιοθήκη Baidu
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,
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,
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
当流过热敏电阻的电流很小时:不足以使之加热。电阻 值只决定于环境温度,伏安特性是直线,遵循欧姆定 律。主要用来测温。
当电流增大到一定值时:流过热敏电阻的电流使之加 热,本身温度升高,出现负阻特性。因电阻减小,即 使电流增大,端电压反而下降。其所能升高的温度与 环境条件(周围介质温度及散热条件)有关。当电流和 周围介质温度一定时,热敏电阻的电阻值取决于介质 的流速、流量、密度等散热条件。可用它来测量流体 速度和介质密度。
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。
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。
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
P23页 第三种电阻 镍热电阻
应用:测温范围,-100~+300℃。 优点:电阻温度系数高,电阻率大。 缺点:易于氧化,化学稳定性差,不易提纯, 复
制性差,非线性大,目前应用不多。
2. 热电阻的结构
普 通 工 业 用 热 电 阻 式 温 度 传 感 器
热电阻的结构
电阻丝采用无感绕法(两线圈电流流向相反,电感互相 抵消)绕在绝缘支架上,图b所示。
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。
铂电阻的精度与铂的提纯程度有关
百度电阻比 W (100) R100 R0
R0: 0oC电阻阻值 R100: 100oC电阻阻值
W(100)越高,表示铂丝纯度越高, 国际实用温标规定,作为基准器的铂电阻,W(100)≥1.3925 目前技术水平已达到W(100)=1.3930,相当于99.9995% 工业用铂电阻的纯度W(100)为1.387~1.390。
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
汽车用水温传感器及水温表 请看汽车水温传感器视频
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、
图9.17 两线制
2r/R≤10-3时, 误差才可忽略
三线制
工业用热电阻一般采用三线制,消除引线电阻影响,提高测量精度
G——检流计,R1 ,R2 ,R3——固定电阻, R a——零位调节电阻, R t ——热电阻
热电阻测温电桥的三线制接法
四线制接法
精密测量中,采用四线制接法 ,有效消除线路寄生电势。 调零电位器
其大小取决于热敏电阻的材料。
Bln
RT R0
1 1
TT0
若已知两个电阻值以及相应的温度值,就可求得B值。 一般取20℃和100℃时的电阻R20 和R100计算B值, 即将T=373K,T0=293K代入上式,则
B
1365ln
R20 R100
将B值及R0=R20 代入式就确定了热敏电阻的温度特性:
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。
使用最广泛的热电阻材料是铂和铜
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。
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。
1.1.3 热电阻式传感器的应用
1 金属热电阻传感器
-200~+500℃范围的温度测量 特点:精度高、适于测低温。
2 半导体热敏电阻传感器
应用范围很广,可在宇宙航船、医学、工业及 家用电器等方面用作测温、控温、温度补偿、 流速测量、液面指示等。
1. 金属热电阻传感器( P26页)
工业广泛使用,-200~+500℃范围温度测量。 在特殊情况下,测量的低温端可达3.4K,甚至 更低,1K左右。高温端可测到1000℃。
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)
⑶ 温度补偿






温 度
改善温度系数非线性




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。
(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=
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。
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
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。
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