热电阻式传感器.ppt
合集下载
电阻式传感器精品PPT课件
6. 理解应变式传感器的结构设计及应用
2
3
概述
电阻应变式传感器——利用电阻应变片将应变转换为电阻变
化的传感器。 主要用途——测量力、力矩、压力、加速度、重量等。
4
电阻应变式传感器的工作原理
将电阻应变片粘贴在弹性元件特 定表面上，当力、扭矩、速度、加速度 及流量等物理量作用于弹性元件时，会 导致元件应力和应变的变化，进而引起 电阻应变片电阻的变化。电阻的变化经 电路处理后以电信号的方式输出。
6
设有一段长为L，截面积为A，电阻率为ρ的导 体(如金属丝)，它具有的电阻为
L
2r 2(r-dr)
F
F
R l
A
L+dL
ρ:电阻系数 l:金属导线长度 A:金属导线截面积
当它受到轴向力F而被拉伸(或压缩)时，其L、A和ρ
均发生变化。
7
R l
A
两边取对数：ln R ln L ln A ln
两边微分：dR d dA dl R Al
16
敏基粘感底结栅—剂——固— —定应 用敏变 粘感片 结栅中剂，最分并重别使要把敏的盖感部层和栅分敏与，感弹由栅性某固种 元结金 件于属 相基细 互底丝 绝；绕 缘在成 ； 栅应使形变用。计应应工变变作计计 时 时中 ， ，实 基 用现底粘应起结变着剂把把-电试应阻件变转应计换变基的准底敏确 再感地 粘元传 贴件递 在。给 试敏敏 件感感 表栅栅 面 合的的金作被材用测料，部的为位选 此 ，择 基 因对 底 此所必粘制须结造很剂的薄也电，起阻一着应般传变为递计应0.0性 变2～能 的0的 作.04好 用m坏 。m起。着常决 定性的作用。
——为金属材料的泊松比
d/ —金属丝电阻率的相对变化量
代入
2
3
概述
电阻应变式传感器——利用电阻应变片将应变转换为电阻变
化的传感器。 主要用途——测量力、力矩、压力、加速度、重量等。
4
电阻应变式传感器的工作原理
将电阻应变片粘贴在弹性元件特 定表面上，当力、扭矩、速度、加速度 及流量等物理量作用于弹性元件时，会 导致元件应力和应变的变化，进而引起 电阻应变片电阻的变化。电阻的变化经 电路处理后以电信号的方式输出。
6
设有一段长为L，截面积为A，电阻率为ρ的导 体(如金属丝)，它具有的电阻为
L
2r 2(r-dr)
F
F
R l
A
L+dL
ρ:电阻系数 l:金属导线长度 A:金属导线截面积
当它受到轴向力F而被拉伸(或压缩)时，其L、A和ρ
均发生变化。
7
R l
A
两边取对数：ln R ln L ln A ln
两边微分：dR d dA dl R Al
16
敏基粘感底结栅—剂——固— —定应 用敏变 粘感片 结栅中剂，最分并重别使要把敏的盖感部层和栅分敏与，感弹由栅性某固种 元结金 件于属 相基细 互底丝 绝；绕 缘在成 ； 栅应使形变用。计应应工变变作计计 时 时中 ， ，实 基 用现底粘应起结变着剂把把-电试应阻件变转应计换变基的准底敏确 再感地 粘元传 贴件递 在。给 试敏敏 件感感 表栅栅 面 合的的金作被材用测料，部的为位选 此 ，择 基 因对 底 此所必粘制须结造很剂的薄也电，起阻一着应般传变为递计应0.0性 变2～能 的0的 作.04好 用m坏 。m起。着常决 定性的作用。
——为金属材料的泊松比
d/ —金属丝电阻率的相对变化量
代入
热电阻ppt课件
Rt R0(1 At Bt2 )
铂电阻的纯度 通常用R100/R0表示。 铂电阻的分度号: Pt 10、Pt 100、Pt 50 Pt10—表示铂电阻在0℃时的电阻值为R0＝10Ω
13
学习查“铂热电阻分度表” 铂热电阻分度表
14
图5.19（a）为云母片做骨架，把云母片两边做成锯齿状，将铂丝绕 在云母骨架上，然后用两片无锯齿云母夹住，再用银带扎紧。铂丝采
§3-3 热电阻温度计
Resistance Thermometer
热电阻测温原理 常用热电阻种类 热电阻的结构
1
一、热电阻测温原理及特点
用热电偶测量500℃以下温度时， 热电势小，测量精度低；且使用 中经常需要进行冷端温度补偿。
故工业上在测低温时通常采用热 电阻温度计，其测温范围为 －200～500℃。
2
取一只 100W/220V 灯泡，用万用表测量其电阻值， 可以发现其冷态阻值只有几十欧姆，而计算得到的额定热 态电阻值应为484 。
温度升高，金属内部原子晶格的振动加剧，
从而使金属内部的自由电子通过金属导体时的
阻碍增大，宏观上表现出电阻率变大，电阻值
3
增加。
1、热电阻测温特点
优点：
1）输出信号大、测温精度高； 2）电阻信号便于远传； 3）无需冷端补偿； 4）可以实现多点切换测量。
11
（1）铂热电阻 （Pt）
特点：稳定性好、精确度高、性能可靠。 ITS－90规定以铂电阻温度计作为13.8033K～
961.78℃温域的标准内插仪器
12
铂的电阻值与温度的关系 • 在－200～0℃范围内：
Rt R0 1 At Bt2 Ct3(t 100)
铂电阻的纯度 通常用R100/R0表示。 铂电阻的分度号: Pt 10、Pt 100、Pt 50 Pt10—表示铂电阻在0℃时的电阻值为R0＝10Ω
13
学习查“铂热电阻分度表” 铂热电阻分度表
14
图5.19（a）为云母片做骨架，把云母片两边做成锯齿状，将铂丝绕 在云母骨架上，然后用两片无锯齿云母夹住，再用银带扎紧。铂丝采
§3-3 热电阻温度计
Resistance Thermometer
热电阻测温原理 常用热电阻种类 热电阻的结构
1
一、热电阻测温原理及特点
用热电偶测量500℃以下温度时， 热电势小，测量精度低；且使用 中经常需要进行冷端温度补偿。
故工业上在测低温时通常采用热 电阻温度计，其测温范围为 －200～500℃。
2
取一只 100W/220V 灯泡，用万用表测量其电阻值， 可以发现其冷态阻值只有几十欧姆，而计算得到的额定热 态电阻值应为484 。
温度升高，金属内部原子晶格的振动加剧，
从而使金属内部的自由电子通过金属导体时的
阻碍增大，宏观上表现出电阻率变大，电阻值
3
增加。
1、热电阻测温特点
优点：
1）输出信号大、测温精度高； 2）电阻信号便于远传； 3）无需冷端补偿； 4）可以实现多点切换测量。
11
（1）铂热电阻 （Pt）
特点：稳定性好、精确度高、性能可靠。 ITS－90规定以铂电阻温度计作为13.8033K～
961.78℃温域的标准内插仪器
12
铂的电阻值与温度的关系 • 在－200～0℃范围内：
Rt R0 1 At Bt2 Ct3(t 100)
热电式传感器传感器PPT演示课件
④ 导体材料确定后，热电动势的大小只与热电偶两端 的温度有关。如果使eAB（T0）=常数，则回路热电动势 EAB（T， T0 ）就只与温度T有关，而且是T的单值函数， 这就是利用热电偶测温的基本原理。
14
⑤ 对于有几种不同材料串联组成的闭合回路，若各 接点温度分别为T1、T2……TN ，闭合回路总的热电 动势为：
② 只有用不同性质的材料才能组合成热电偶，相同材 料不会产生热电动势。
因为当A、B两种导体是同一种材料时， ln（nA/nB）=0，所以EAB（T，T0）=0。
13
③ 只有当热电偶两端温度不同时，不同材料组成的热 电偶才能有热电动势产生；当热电偶两端温度相同时， 不同材料组成的热电偶也不产生热电动势，即EAB（T， T0）=0。
4
热电势 EAB( T,T0 )
接触电势 温差电势
（1 ）接触电动势
若金属A的自由电子浓度大于金属B的，则在同 一瞬间由A扩散到B的电子将比由B扩散到A的电子多， 因而A对于B因失去电子而带正电，B获得电子而带 负电，在接触处便产生电场。A、B之间便产生了一 定的接触电动势。
5
接触电动势的大小与两种金属的材料、接点的温度有关， 与导体的直径、长度及几何形状无关。
ln
nA nB
k (T
T0 ) ln
nA nB
上式说明接触电动势的大小与接点温度的高低及导体 的性质有关。如果两接触点的温度相同，尽管两接触 点处都存在接触电势，但回路中总接触电势等于零。
7
（2）温差电动势 对于任何一种金属，当其两端温度不同时，两端
的自由电子浓度也不同，温度高的一端浓度大，具有 较大的动能；温度低的一端浓度小，动能也小。因此 高温端的自由电子要向低温端扩散，高温端因失去电 子而带正电，低温端得到电子而带负电，形成温差电 动势，又称汤姆森电动势。
14
⑤ 对于有几种不同材料串联组成的闭合回路，若各 接点温度分别为T1、T2……TN ，闭合回路总的热电 动势为：
② 只有用不同性质的材料才能组合成热电偶，相同材 料不会产生热电动势。
因为当A、B两种导体是同一种材料时， ln（nA/nB）=0，所以EAB（T，T0）=0。
13
③ 只有当热电偶两端温度不同时，不同材料组成的热 电偶才能有热电动势产生；当热电偶两端温度相同时， 不同材料组成的热电偶也不产生热电动势，即EAB（T， T0）=0。
4
热电势 EAB( T,T0 )
接触电势 温差电势
（1 ）接触电动势
若金属A的自由电子浓度大于金属B的，则在同 一瞬间由A扩散到B的电子将比由B扩散到A的电子多， 因而A对于B因失去电子而带正电，B获得电子而带 负电，在接触处便产生电场。A、B之间便产生了一 定的接触电动势。
5
接触电动势的大小与两种金属的材料、接点的温度有关， 与导体的直径、长度及几何形状无关。
ln
nA nB
k (T
T0 ) ln
nA nB
上式说明接触电动势的大小与接点温度的高低及导体 的性质有关。如果两接触点的温度相同，尽管两接触 点处都存在接触电势，但回路中总接触电势等于零。
7
（2）温差电动势 对于任何一种金属，当其两端温度不同时，两端
的自由电子浓度也不同，温度高的一端浓度大，具有 较大的动能；温度低的一端浓度小，动能也小。因此 高温端的自由电子要向低温端扩散，高温端因失去电 子而带正电，低温端得到电子而带负电，形成温差电 动势，又称汤姆森电动势。
第六章 温度测量--热电阻传感器
电阻式温度传感器电阻式传感器广泛应用于测量-200～960℃范围内的温度。
它是利用导体或半导体的电阻率随温度变化而变化原理而工作的，用仪表测量出电阻的变化，从而得到与电阻值相对应的温度值。
电阻式传感器按照其制造材料分可分为：金属（铂和铜）热电阻及半导体热电阻(热敏电阻)两大类。
一、 常用的金属热电阻金属热电阻传感器一般称作热电阻传感器，是利用金属导体的电阻值随温度的升高而增大的原理进行测温的。
温度是分子平均动能的标志，当温度升高，金属晶格的动能增加，从而导致振动加剧，使自由电子通过金属内部时阻碍增加，金属导电能力下降，即电阻增加。
通过测量导体的电阻变化情况就可以得到温度变化情况。
最基本的热电阻传感器由热电阻、连接导线及显示仪表组成，如图7-1所示。
主要制造材料是铂和铜。
测量温度范围-220～+850℃。
在特殊情况下，低温可测量至1K （-272℃），高温可测量至1000℃。
1、铂热电阻铂热电阻是目前公认的制造热电阻最好的材料，它性能稳定，重复性好，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。
同时其测量精度高。
在氧化性介质中、甚至在高温下，其物理、化学性能都很稳定，其阻值与温度之间几乎成线性变化。
但其在还原性介质中，特别是高温易从氧化物中还原出来的气体所污染，改变它的电阻与温度关系，此外其电阻温度系数小，价格较高。
因此，主要作为标准电阻温度计和高精度温度测量。
铂电阻的精度与铂的提纯程度有关，因此铂电阻的纯度是以W （100）表示：100)100(R R W =（6-1） 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，工业用铂电阻的纯度W （100）为1.387～1.390。
中国常用的铂电阻有两种，分度号分别为Pt50和Pt100。
即在0℃时电阻分别为50Ω和100Ω。
安全检测与仪表课程热电阻式传感器
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。
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
热敏电阻的结构形式
构成：热敏探头、引线、壳体
热敏电阻外形
MF12型 NTC热敏电
学习查“铂热电阻分度表”
铂热电阻传感器
铂热电阻缺点：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
图2-24 MQN型气敏电阻结构及测量电路
MQN型气敏半导体器 件是由塑料底座、电 极引线、不锈钢网罩、 气敏烧结体以及包裹 在烧结体中的两组铂 丝组成。一组铂丝为 工作电极，另一组 （下图中的左边铂丝） 为加热电极兼工作电 极。
气敏电阻工作时必须加热到200300℃，其目的 是加速被测气体的化学吸附和电离的过程并烧去气敏 电阻表面的污物（起清洁作用）。
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
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℃。 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。
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
热敏电阻的结构形式
构成：热敏探头、引线、壳体
热敏电阻外形
MF12型 NTC热敏电
学习查“铂热电阻分度表”
铂热电阻传感器
铂热电阻缺点：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
图2-24 MQN型气敏电阻结构及测量电路
MQN型气敏半导体器 件是由塑料底座、电 极引线、不锈钢网罩、 气敏烧结体以及包裹 在烧结体中的两组铂 丝组成。一组铂丝为 工作电极，另一组 （下图中的左边铂丝） 为加热电极兼工作电 极。
气敏电阻工作时必须加热到200300℃，其目的 是加速被测气体的化学吸附和电离的过程并烧去气敏 电阻表面的污物（起清洁作用）。
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
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℃。 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。
2.2 热电阻 热敏电阻传感器ppt课件
度系数，即电阻值与温度的变化趋势相同。
整理ppt
7
三.热电阻传感器
取一只 100W/220V 灯泡，用万用表测量其电阻值， 可以发现其冷态阻值只有几十欧姆，而计算得到的额定热 态电阻值应为484 。
整理ppt
8
三.热电阻传感器
金属热电阻及其特性
• 热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加
而增加这一特性来进行温度测量。
时，热敏电阻所消耗的功率不得超过额定功率
整理ppt
37
热敏电阻外形
MF12型 NTC热敏电
阻
聚脂塑料封装 热敏电阻
整理ppt
38
其他形式的热敏电阻
玻璃封装 NTC热敏电
阻
MF58 型热敏电阻
整理ppt
39
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
整理ppt
40
其他形式的热敏电阻（续）
整理ppt
11
三.热电阻传感器
其他热电阻
① 镍使用温度范围是-50～100℃和-50～150 ℃。但目前应用 较少：镍非线性严重，材料提取也困难。但灵敏度都较高， 稳定性好，在自动恒温和温度补偿方面的应用较多。（我国 定为标准化热电阻）
② 铟电阻适宜在-269～-258℃温度范围内使用，测温精度高， 灵敏度是铂电阻的10倍，但是复现性差。
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，
其大小取决于热敏电阻的材料。
BlnRRT0 T1T10
整理ppt
30
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
整理ppt
7
三.热电阻传感器
取一只 100W/220V 灯泡，用万用表测量其电阻值， 可以发现其冷态阻值只有几十欧姆，而计算得到的额定热 态电阻值应为484 。
整理ppt
8
三.热电阻传感器
金属热电阻及其特性
• 热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加
而增加这一特性来进行温度测量。
时，热敏电阻所消耗的功率不得超过额定功率
整理ppt
37
热敏电阻外形
MF12型 NTC热敏电
阻
聚脂塑料封装 热敏电阻
整理ppt
38
其他形式的热敏电阻
玻璃封装 NTC热敏电
阻
MF58 型热敏电阻
整理ppt
39
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
整理ppt
40
其他形式的热敏电阻（续）
整理ppt
11
三.热电阻传感器
其他热电阻
① 镍使用温度范围是-50～100℃和-50～150 ℃。但目前应用 较少：镍非线性严重，材料提取也困难。但灵敏度都较高， 稳定性好，在自动恒温和温度补偿方面的应用较多。（我国 定为标准化热电阻）
② 铟电阻适宜在-269～-258℃温度范围内使用，测温精度高， 灵敏度是铂电阻的10倍，但是复现性差。
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，
其大小取决于热敏电阻的材料。
BlnRRT0 T1T10
整理ppt
30
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
《电阻式传感器 》课件
绕制或印刷导电线路
在弹性元件上绕制或印刷导电线路，确保 线路的电阻值和稳定性。
04
电阻式传感器的实际应用 案例
压力传感器
01
压力传感器是一种常见的电阻式传感器，它能够将压力信号转换为电 信号，从而实现压力的测量和控制。
02
在汽车工业中，压力传感器被广泛应用于发动机控制、气瓶压力监测 、空调系统等。
市场发展与竞争格局
市场需求
随着工业自动化、智能制造等领域的发展， 电阻式传感器的市场需求不断增长。
竞争格局
国内外企业在电阻式传感器市场上展开激烈竞争， 技术、品质和服务成为竞争的关键因素。
市场趋势
未来电阻式传感器市场将朝着智能化、小型 化、集成化、高精度和高可靠性的方向发展 。
06
总结与展望
电阻式传感器的重要地位
温度影响
电阻式传感器的电阻值会受到温度的影响，导致测量结果的误差。因此，需要采 取一定的温度补偿措施。
稳定性
经过长时间使用和多次测量后，电阻式传感器仍能保持其基本特性的能力，是衡 量传感器性能的重要指标。
响应时间与恢复时间
响应时间
电阻式传感器对输入物理量变化做出 反应的时间，即从输入变化到输出变 化所需的时间。
原材料准备
根据设计要求，准备所需的敏感材料、弹 性材料和辅助材料。
性能测试与校准
对制造完成的电阻式传感器进行性能测试 和校准，确保其测量精度和稳定性达到预 期要求。
制造弹性元件
根据设计图纸，采用机械加工或成型工艺 制造弹性元件。
组装与调整
将敏感元件、弹性元件和导电线路组装在 一起，并进行必要的调整和测试，以确保 传感器性能符合要求。
生物材料
结合生物材料，开发出具有生物 相容性和生物活性的传感器，用 于医疗、生物监测等领域。
第8章热电式传感器传感器基础课件
对于A、B构成的闭合回路总的 温差电势为
T
T
T
eA (T ,T0 ) eB (T ,T0 )
T0
AdT
T0 BdT
T0 ( A B )dT
第8章 热电式传感器
由导体A、B组成的热电偶回路，当温度 T ＞ T0 时，
可表示为
EAB (T ,T0 ) eAB (T ) eAB (T0 ) eA (T ,T0 ) eB (T ,T0 )
EABB’A’(T,Tn,T0)=EAB(T,Tn)+EA’B’(Tn,T0)
第8章 热电式传感器
❖ 如A与A’、B与B’材料相同，且结点温度分别为T、Tn、T0
时，有： 热电偶在结点温度为T、T0时的热电势值
EAB(T,T0 )，等于热电偶在(T,Tn ) 、 (Tn,T0 ) 时相应 的热电势EAB(T,Tn )与 EAB(Tn,T0 ) 的代数和。如下式 所示：
kT ln NAT e NBT
kT0 ln N AT0
e
N BT0
T
T0 ( A B )dT
热电偶回路电势分布图
第8章 热电式传感器
由于温差电动势比接触电动势小，又 T＞ ，T0 所以总电动 势中以导体A、B在 端T 的接触电动势所占百分比最大， 故总电动势的方向取决于 的eAB方(T) 向。
热敏电阻作温度补偿用
第8章 热电式传感器
8.4 集成温度传感器 工作原理
AD590属于电流型集成温度传感器，电流型集成温度传 感器是一个输出电流与温度成比例的电流源，由于电流 很容易变换成电压，因此这种传感器应用十分方便。
第8章 热电式传感器
1. 电流型集成温度传感器AD590的应用 温度测量
能稳定。 ⑤ 较好的工艺性能，便于成批生产，且复现性好，便
T
T
T
eA (T ,T0 ) eB (T ,T0 )
T0
AdT
T0 BdT
T0 ( A B )dT
第8章 热电式传感器
由导体A、B组成的热电偶回路，当温度 T ＞ T0 时，
可表示为
EAB (T ,T0 ) eAB (T ) eAB (T0 ) eA (T ,T0 ) eB (T ,T0 )
EABB’A’(T,Tn,T0)=EAB(T,Tn)+EA’B’(Tn,T0)
第8章 热电式传感器
❖ 如A与A’、B与B’材料相同，且结点温度分别为T、Tn、T0
时，有： 热电偶在结点温度为T、T0时的热电势值
EAB(T,T0 )，等于热电偶在(T,Tn ) 、 (Tn,T0 ) 时相应 的热电势EAB(T,Tn )与 EAB(Tn,T0 ) 的代数和。如下式 所示：
kT ln NAT e NBT
kT0 ln N AT0
e
N BT0
T
T0 ( A B )dT
热电偶回路电势分布图
第8章 热电式传感器
由于温差电动势比接触电动势小，又 T＞ ，T0 所以总电动 势中以导体A、B在 端T 的接触电动势所占百分比最大， 故总电动势的方向取决于 的eAB方(T) 向。
热敏电阻作温度补偿用
第8章 热电式传感器
8.4 集成温度传感器 工作原理
AD590属于电流型集成温度传感器，电流型集成温度传 感器是一个输出电流与温度成比例的电流源，由于电流 很容易变换成电压，因此这种传感器应用十分方便。
第8章 热电式传感器
1. 电流型集成温度传感器AD590的应用 温度测量
能稳定。 ⑤ 较好的工艺性能，便于成批生产，且复现性好，便
《热电阻式传感器》课件
测量范围
热电阻式传感器能够测量的温度 范围，通常以摄氏度或开尔文表 示。
测试方法
对热电阻式传感器进行性能测试 的方法，包括静态测试和动态测 试，以及在不同温度和湿度条件 下的测试。
03
热电阻式传感器的应用实例
温度测量与控制
总结词
热电阻式传感器在温度测量和控制领域具有广泛应用，能够实现高精度、快速响应的温度检测 。
详细描述
在流量测量领域，热电阻式传感器常用于测量液体或气体的流量。通过测量流 经传感器的流体温度变化，可以计算出流体的流速和流量，广泛应用于石油、 化工、水处理等领域。
压力与液位检测
总结词
热电阻式传感器可以用于测量压力和液位，具有测量范围广 、精度高的优点。
详细描述
在压力和液位检测领域，热电阻式传感器常用于测量液体或 气体的压力和液位。通过测量压力或液位对传感器的影响， 可以计算出压力或液位的大小，广泛应用于工业自动化控制 和流体动力学研究等领域。
03 陶瓷热电阻
利用陶瓷的电阻随温度变化的特性，常用材料如 钛酸钡、氧化锌等。
制造工艺与流程
材料制备
根据所选材料，通过 熔炼、粉末冶金、化 学气相沉积等方法制 备敏感元件材料。
加工成型
将制备好的材料加工 成所需的形状和尺寸 ，如薄膜、棒材、管
材等。
热处理与稳定化
通过热处理使材料达 到一定的机械性能和 稳定性，并进行必要
安装要求高
热电阻式传感器的安装位 置和方式对测量结果有一 定影响，需要专业人员进 行安装和调试。
改进方向与技术发展
新材料研发
研究新型的热电阻材料，以提高传感 器的测量精度和稳定性。
智能化技术应用
利用人工智能和大数据技术对热电阻 式传感器进行数据处理和分析，以提
热电阻传感器的基本原理(共6张PPT)
热电阻广泛用来测量－200～850℃范围内的温度，少数情况下，低温可测量至1K，高温达1000℃。
（5）较大的测温范围 → 特别是在低温范围。
热电阻传感器利用导体的电阻值随温度变化而变化的原理进行测温。
热电阻传感器利用导体的电阻值随温度变化而变化的原理进行测温。
（5）较大的测温范围 → 特别是在低温范围。
（2）理化性能稳定 → 提高稳定性和准确性，复现性好；
温度升高，金属内部原子晶格的振动加剧，从而使金属内部的自由电子通过金属导体时的阻碍增大，宏观上表现出电阻率变大，电阻值增加
，我们称其为正温度系数，即电阻值与温度的变化趋势相同。
热电阻广泛用来测量－200～850℃范围内的温度，少数情况下，低温可测量至1K，高温达1000℃。
，我们称其为正温度系数，即电阻值与温度的变化趋势相同。
温度升高的，金变属化内趋部原势子相晶同格的。振动加剧，从而使金属内部的自由电子通过金属导体时的阻碍增大，宏观上表现出电阻率变大，电阻值增加
，我们称其为正温度系数，即电阻值与温度的变化趋势相同。
（5）较大的测温范围 → 特别是在低温范围。
热电阻广泛用来测量－200～85页，共6页。
资源库名称或者课程
名称知识点
一、热电阻传感器的基本原理
温度 热电阻 阻值 材料：纯金属 ---铂、铜、镍、铁
第3页，共6页。
资源库名称或者课程
名称知识点
一、热电阻传感器的基本原理
要求： （1）温度系数、电阻率较高 → 提高灵敏度，体积小，反应快； （2）理化性能稳定 → 提高稳定性和准确性，复现性好； （3）良好的输入-输出特性 → 线性/接近线性，测量精度高； （4）良好的工艺性 → 批量生产，降低成本； （5）较大的测温范围 → 特别是在低温范围。
《温度传感器》课件
常见温度传感器介绍
REPORTING
热电偶温度传感器
总结词
基于热电效应原理，测量范围宽，准确度高，但响应时间较慢。
详细描述
热电偶温度传感器是利用热电效应原理进行测温的传感器，其测量范围宽，准 确度高，适用于中高温的测量。但由于其响应时间相对较慢，因此不适用于需 要快速响应的场合。
热电阻温度传感器
总结词
温度传感器通过感知周围环境的温度变化，将其转换为电信 号，再经过信号处理电路的处理，最终输出温度值。
详细描述
温度传感器内部通常包含敏感元件和信号处理电路。敏感元 件负责感知周围环境的温度变化，产生相应的电信号；信号 处理电路则对电信号进行放大、滤波、线性化等处理，最终 输出稳定的温度值。
PART 02
温度传感器类型
总结词
温度传感器有多种类型，包括热电阻、热电偶、集成温度传感器等。
详细描述
热电阻型温度传感器利用金属导体的电阻随温度变化的特性来测量温度；热电偶 型温度传感器利用热电效应原理测量温度；集成温度传感器则是将温度传感器与 信号处理电路集成在一起，具有测量精度高、体积小等优点。
温度传感器工作原理
温度传感器可用于监测工厂或工业园 区的环境温度，优化能源消耗，降低 运营成本。
农业领域应用
温室环境调控
在温室种植中，温度对作物的生 长至关重要。温度传感器可以监 测温室内外的温度变化，为温室
环境调控提供数据支持。
畜禽养殖管理
在畜禽养殖中，温度传感器可以帮 助养殖户监测畜禽的生长环境，提 高养殖效率和管理水平。
农业物联网应用
结合物联网技术，温度传感器可以 为农业智能化管理提供数据支持， 实现精准农业和智慧农业的发展。
医疗领域应用
REPORTING
热电偶温度传感器
总结词
基于热电效应原理，测量范围宽，准确度高，但响应时间较慢。
详细描述
热电偶温度传感器是利用热电效应原理进行测温的传感器，其测量范围宽，准 确度高，适用于中高温的测量。但由于其响应时间相对较慢，因此不适用于需 要快速响应的场合。
热电阻温度传感器
总结词
温度传感器通过感知周围环境的温度变化，将其转换为电信 号，再经过信号处理电路的处理，最终输出温度值。
详细描述
温度传感器内部通常包含敏感元件和信号处理电路。敏感元 件负责感知周围环境的温度变化，产生相应的电信号；信号 处理电路则对电信号进行放大、滤波、线性化等处理，最终 输出稳定的温度值。
PART 02
温度传感器类型
总结词
温度传感器有多种类型，包括热电阻、热电偶、集成温度传感器等。
详细描述
热电阻型温度传感器利用金属导体的电阻随温度变化的特性来测量温度；热电偶 型温度传感器利用热电效应原理测量温度；集成温度传感器则是将温度传感器与 信号处理电路集成在一起，具有测量精度高、体积小等优点。
温度传感器工作原理
温度传感器可用于监测工厂或工业园 区的环境温度，优化能源消耗，降低 运营成本。
农业领域应用
温室环境调控
在温室种植中，温度对作物的生 长至关重要。温度传感器可以监 测温室内外的温度变化，为温室
环境调控提供数据支持。
畜禽养殖管理
在畜禽养殖中，温度传感器可以帮 助养殖户监测畜禽的生长环境，提 高养殖效率和管理水平。
农业物联网应用
结合物联网技术，温度传感器可以 为农业智能化管理提供数据支持， 实现精准农业和智慧农业的发展。
医疗领域应用
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高强度石英管测温铂电阻 温度范围-100°C至+500°C 适用于镀锌锅炉、耐酸、耐
碱等强腐蚀场合 注:不耐氢氟酸及磷酸
精密温度传感器 PtWD－1A型-100℃～300℃ 误差小于0.1℃，精度为超A级
天燃气流量计 温度补偿用铂电阻 天燃气涡轮流量计等用
油浸变压器用铂电阻
医疗器械铂电阻
薄膜铂电阻元件 尺寸： 2.3mm×2.1mm×0.9mm （长×宽×高）
Rt R0[1 At B t 2 C( t 100 ) t 3 ]
当温度t在0℃≤ t ≤650℃时：
Rt R0[1 At B t 2 ]
国内统一设计工业用标准铂电阻，W（100）≥1.391，R0 分为50Ω和100Ω两种，分度号分别为Pt50和Pt100。
铂热电阻不同分度号有相应分度表，即Rt-t的关系表， 这样在实际测量中，只要测得热电阻的阻值Rt，便可从分度 表上查出对应的温度值。
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。热惯性较大，稳定性较差，在100℃以上 时容易氧化，因此只能用于低温及没有浸蚀性的 介质中。
测温元件可分为金属热电阻和半导体热敏电阻两 大类。
6.2.1 金属热电阻
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。 使用最广泛的热电阻材料是铂和铜。
锰电阻：-271~-210℃ ；灵敏度高，但脆性高， 易损坏；
－0 50.00 47.85 45.70 43.55 41.40 39.24
0 50.00 52.14 45.28 56.42 58.56 60.70 62.84 64.98 67.12 69.26
100 71.40 73.54 75.68 77.83 79.98 82.13
2. 热电阻的结构
普 通 工 业 用 热 电 阻 式 温 度 传 感 器
铜电阻的特点
电阻率小 ； 容易氧化 ； 价格便宜 。
WZC-111/Φ12*1000mm Cu50
其它热电阻
铁/镍热电阻：电阻温度系数比铂和铜高，电 阻率也较大，可做成体积小、灵敏度高的温 度计，但易氧化，不宜提纯且电阻与温度非 线性，仅用于-50~100℃；用的较少。
铟电阻：-269~-258℃ ；测量精度高，灵敏度 高，但重现性差。
铜电阻的阻值与温度之间的关系为
Rt R0 (1 t)
关系是线性的
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。
铜热电阻的分度表 分度号：Cu50
温度
0
/℃
10
20
30
40
50
60
70
0
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，工业用铂电阻的纯度W（100）为 1.387～1.390。
铂丝的电阻值与温度之间的关系，即特性方程如下： 当温度阻结构示意图 铂热电阻结构示意图
铂金电阻温度传感器
TSP系列铂电阻温度传感器
铂金电阻温度传感器
Pt100核级电阻温度传感器
核级电阻温度传感器 用于核电站反应堆-回路 的温度传感器
精 度：PT100，B级，4线制，符合IEC7511983包括1986版补遗和1995版补遗，
允差范围±（0.30+0.005[t]）℃. 绝缘电阻：测试电压100VDC，施加5秒绝缘电
6.2 热电阻式传感器
6.2.1 金属热电阻 6.2.2 半导体热敏电阻 6.2.3 热电阻式传感器的应用
利用导体或半导体材料的电阻率随温度变化的特 性制成的传感器叫做热电阻式传感器。
应用：对温度和与温度有关的参量进行检测。
测温范围：中、低温区域（-200 ℃ ~650℃）。 低温方面也应用于1K~3K的温度测量，高温也有 用于1000 ℃~1300 ℃
铂电阻分度表
铂容易提纯，其物理、化学性能在高温和氧化性介 质中很稳定。铂电阻的输出 — 输入特性接近线性， 且测量精度高，所以它能用作工业测温元件和作为 温度标准。
按国际温标IPTS-68规定，在-259.34℃~630.73℃ 温域内，以铂电阻温度计作基准器。
⑵ 铜热电阻
应
用：测量精度要求不高且温度较
线长 10mm
用 于汽车工业、白色家电，食品加工业、医疗行业。
防水封装铂电阻
核心元件：德国进口精密铂电阻（PT100 PT1000） 元件精度：±0.15℃ (A级) ±0.30℃ (B级) 封装材料：镀镍铜管或不锈钢管 管料尺寸：ø 4 * 25mm 连接线：PVC包胶电缆线（可选择耐高温型的）
1. 常用热电阻
⑴ 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。
⑵ 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。
铂电阻的精度与铂的提纯程度有关
阻大于100MΩ。 漂 移：一年内在正常工作条件下，不大于
0.3℃。 最大允许电流：小于10mA。 自 热 值：不大于3℃。 测量范围：0~350℃ 工作压力：15.2MPa 正常累积辐照：250KGy 安全壳内事故器件累积辐照：600KGy
WZP系列装配式铂电阻 及铠装电阻芯 用于一般工业场测温 使用温度-200℃～700℃