热阻原理

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热电阻基本原理

热电阻基本原理

热电阻基本原理
热电阻是一种测量温度的传感器。

它的原理是利用材料电阻随温度的变化来测量温度。

热电阻的材料通常是铜、镍、铂等金属或合金。

当通过热电阻时,电阻值随温度的升高而升高。

这种变化是非常小的,通常只有几个百分点,因此需要使用高精度的电路来进行测量。

热电阻的原理是基于热电效应和电阻的温度依赖性。

热电效应是指当两个不同材料的接触处存在温度差异时,会产生电压。

这个电压被称为热电势(或热电动势)。

不同金属或合金的热电势是不同的。

当使用热电阻时,测量的是电阻值的变化,而不是热电势的变化。

在热电阻中,电阻值的变化是由温度的变化引起的。

当温度升高时,电阻值也会升高。

这是因为温度升高会增加材料中电子的热运动,导致电阻值的增加。

热电阻的电阻值变化与温度变化之间的关系是通过温度系数来描述的。

热电阻的温度系数是指在温度变化1°C时,电阻值的变化量。

不同材料的温度系数是不同的。

例如,铜的温度系数为0.00428,而铂的温度系数为0.00392。

这些温度系数通常是在0°C附近测量的。

因此,在使用热电阻时,需要将测量的电阻值转换为温度值。

这可以通过使用一个称为温度-电阻特性曲线的图表来完成。

总之,热电阻的原理是将材料的电阻随温度的变化来测量温度。

该传感器适用于需要高精度测量的应用场景,例如实验室或医
疗设备中的温度测量。

热电阻测温原理

热电阻测温原理

热电阻测温原理
热电阻测温原理是基于材料的电阻与温度之间的关系。

热电阻一般采用铂、镍或铜等材料制成,具有较高的电阻温度系数。

当热电阻处于不同温度下时,其电阻值会发生变化。

根据测得的电阻值,可以通过查表或使用特定算法来计算出温度值。

热电阻测温原理的关键在于热电阻材料的电阻-温度特性。

一般来说,热电阻的电阻值与温度呈线性关系,即电阻值随温度的升高而增加。

通过测量热电阻的电阻值,可以反推出温度的大小。

为了确保测量的准确性,热电阻通常会与一个稳定的电流源相连接,以保持热电阻中的电流保持恒定。

此外,还需要提供一个精确的电压源来测量热电阻上的电压。

在实际测量中,可以将热电阻连接到一个测量电路中,该电路通过读取并分析热电阻上的电压来计算出温度值。

这可以通过使用万用表或其他测量设备来完成。

需要注意的是,由于不同材料的热敏特性不同,不同类型的热电阻在不同温度范围内的精度和适用性也会有所差异。

因此,在选择适合的热电阻时,要考虑所需测量的温度范围和精度要求。

总之,热电阻测温原理基于材料的电阻与温度之间的关系,通
过测量热电阻的电阻值来推算出温度值。

它是一种常用的温度测量方法,广泛应用于工业自动化、实验室研究等领域。

热电阻的原理

热电阻的原理

热电阻的原理
热电阻基于热敏效应,它是一种温度感应器件,在测量温度方面被广泛应用。

热电阻的工作原理是根据金属或半导体材料在温度变化时电阻发生变化的特性。

热电阻通常由铂、镍、铜等金属材料制成,其中最常用的是铂热电阻。

铂热电阻具有较高的稳定性和线性特性,在广泛的温度范围内都能提供精确的测量结果。

热电阻的原理是基于材料的电阻随温度变化而变化。

具体来说,当热电阻置于所要测量的物体或环境中时,其温度会导致导体内部的电子和晶格发生热运动。

这种热运动会导致电子与晶格的碰撞增多,从而增加了电阻。

根据温度的变化,热电阻的电阻值也会相应地变化。

一般来说,随着温度的升高,热电阻的电阻值也会增加。

这种变化可以通过将热电阻连接到一个电路中,并测量通过其上的电流或电压来进行检测。

通过测量电阻值的变化,可以推导出被测量对象或环境的温度。

为了提高测量的精确性和准确性,常常需要使用温度补偿电路来校正热电阻的测量结果。

这样可以消除外部环境对测量的影响,从而提高热电阻的性能。

总之,热电阻利用材料电阻随温度变化的特性,通过测量电阻值的变化来间接测量温度。

它在工业、医疗、农业等领域的温度测量中发挥着重要作用。

热电阻pt100原理

热电阻pt100原理

热电阻pt100原理
热电阻PT100原理是基于金属材料的电阻值随温度的变化而变化的特性。

PT100是一种常用的白金(Pt)电阻温度传感器。

PT100的原理是利用了金属的电阻温度特性,即金属的电阻值随温度的变化而变化。

PT100通常由纯铂材料制成,其电阻随温度的变化呈线性关系。

具体原理是,当一个电阻温度传感器(PT100)被放置在一个温度变化的环境中时,传感器内部的纯铂电阻会随着环境温度的变化而发生变化。

这是因为温度的变化会导致金属晶粒的扩散和收缩,从而影响电阻的数值。

根据国际标准,PT100的电阻值在0℃时为100欧姆,随着温度的上升,电阻值也会相应地增加。

根据温度和电阻值的关系,可以通过测量PT100的电阻值来确定环境的温度。

为了精确测量温度,通常需要一个精准的电阻测量电路,将PT100的电阻值转换为温度值。

这可以通过标定和校准来实现。

热电阻的工作原理

热电阻的工作原理

上学的时候,学习物理的时候,老师都给我们讲过什么是热电阻,它不仅广泛应用于工业测温,而且被制成标准的基准仪。

它的原理很简单,也正如此,常常不受重视,所以发生让人摸不着头脑的问题时,往往会直接采取直接更换热电阻来处理,增加了维护成本。

接下来,我为大家介绍下它的工作原理。

热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。

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的。

它的主要特点是测量精度高,性能稳定。

其中铂热电阻的测量精确度是最高的,它不仅广泛应用于工业测温,而且被制成标准的基准仪。

热电阻大都由纯金属材料制成,目前应用最多的是铂和铜,此外,现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。

金属热电阻常用的感温材料种类较多,最常用的是铂丝。

工业测量用金属热电阻材料除铂丝外,还有铜、镍、铁、铁—镍等。

热电阻工作原理:热电阻是中低温区常用的一种测温元件。

热电阻利用物质在温度变化时本身电阻也随着发生变化的特性来测量温度的。

热电阻的受热部分(感温元件)是用细金属丝均匀的缠绕在绝缘材料制成的骨架上,当被测介质中有温度梯度存在时,所测得的温度是感温元件所在范围内介质层中的平均温度。

它的主要特点是测量精度高,性能稳定。

其中铂热电阻的测量精确度最高。

热电阻的结构特点:热电阻通常和显示仪表、记录仪表和电子调节器配套使用。

它可以直接测量各种生产过程中从-200℃至+ 600℃范围内的液体、蒸汽和气体介质及固体表面的温度。

安徽皖控自动化仪表有限公司成立于2012年,是专业从事工业自动化仪表研究开发、制造的专业厂家之一,注册资金5510万元。

自公司成立以来被评为高新技术企业、规模企业、成立有滁州市工业在线检测仪表工程技术研研究中心、获得青年文明号、民营科技企业的称号,市认定企业技术中心证书、高新技术产品认证证书、市科技进步奖。

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热电阻工作原理

热电阻工作原理

热电阻工作原理1. 简介热电阻是一种常见的温度传感器,通过测量材料电阻在不同温度下的变化来反映环境的温度变化。

热电阻的工作原理是基于材料的电阻随温度的变化而变化的特性。

2. 热电阻的构成热电阻由两部分组成:电阻元件和接线盒。

电阻元件是由热敏电阻材料制成的,常见的热敏电阻材料有铜镍合金(简称NCT)、铂铑合金(简称PT)、镍铬合金(简称NX)、铂铑镍合金(简称PTN)等。

接线盒则是用于连接电阻元件和电路的部分。

3. 热电阻的工作原理热电阻的工作原理基于材料的电阻随温度的变化而变化的特性,其具体的工作原理可分为以下几个步骤:步骤一:电阻元件受热当热电阻暴露在环境中时,其电阻元件会受热。

热量的传输方式有辐射、传导和对流三种,不同的热电阻可以通过不同的路径吸收热量。

步骤二:电阻随温度变化随着电阻元件的受热,其电阻值会随着温度的变化而变化。

根据材料的特性,温度越高,电阻值越大,温度越低,电阻值越小。

这是热电阻工作的核心原理。

步骤三:电阻值的变化被测量测量电阻值的变化是使用电桥电路来实现的。

电桥电路是一种能够测量失衡状态的电路,它可以检测电阻值的微小变化。

通过测量电桥电路的失衡情况,可以间接测量出电阻的变化。

步骤四:温度计算通过测量得到的电阻值,可以通过查表或者使用特定的算法来计算出相应的温度值。

这可以进一步用于监测环境的温度变化。

4. 热电阻的特点热电阻具有以下几个特点:•灵敏度高:热电阻的温度系数相对较高,能够在较小的温度变化下产生明显的电阻变化。

•稳定性好:热电阻的温度变化与环境温度的变化成正比,对温度的测量具有较高的稳定性和准确性。

•范围广:热电阻可以在较宽的温度范围内进行测量,适用于多种环境。

•响应速度快:热电阻的响应速度较快,能够在较短的时间内反映温度的变化。

5. 总结热电阻是一种常见的温度传感器,其工作原理基于材料的电阻随温度变化的特性。

通过测量热电阻电阻值的变化,可以间接测量环境的温度变化。

热电阻的接线方式及原理 热电阻工作原理

热电阻的接线方式及原理 热电阻工作原理

热电阻的接线方式及原理热电阻工作原理热电阻的接线方式及原理热电阻(thermal resistor)是中低温区常用的一种温度检测器。

热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的加添而加添这一特性来进行温度测量的。

它的紧要特点是测量精度高,性能稳定。

其中铂热电阻的测量度是高的,它不仅广泛应用于工业测温,而且被制成标准的基准仪。

热电阻大都由纯金属材料制成,目前应用多的是铂和铜,此外,现在已开始接受镍、锰和铑等材料制造热电阻。

金属热电阻常用的感温材料种类较多,常用的是铂丝。

工业测量用金属热电阻材料除铂丝外,还有铜、镍、铁、铁镍等。

热电阻的接线方式热电阻是把温度变化转换为电阻值变化的一次元件,通常需要把电阻信号通过引线传递到计算机掌控装置或者其它一次仪表上。

工业用热电阻安装在生产现场,与掌控室之间存在确定的距离,因此热电阻的引线对测量结果会有较大的影响。

热电阻的测温原理是基于导体或半导体的电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。

热电阻大都由纯金属材料制成,目前应用多的是铂和铜,现在已开始接受镍、锰和铑等材料制造热电阻。

热电阻通常需要把电阻信号通过引线传递到计算机掌控装置或者其它二次仪表上。

安装热电阻需要注意的问题有哪些?对热电阻的安装,应注意有利于测温精准,安全牢靠及维护和修理便利,而且不影响设备运行和生产操作。

要充分以上要求,在选择对热电阻的安装部位和插入深度时要注意以下几点:1、为了使热电阻的测量端与被测介质之间有充分的热交换,应合理选择测点位置,尽量避开在阀门,弯头及管道和设备的死角相近装设热电阻。

2、带有保护套管的热电阻有传热和散热损失,为了削减测量误差,热电偶和热电阻应当有充分的插入深度:1)对于测量管道中心流体温度的热电阻,一般都应将其测量端插入到管道中心处(垂直安装或倾斜安装)。

如被测流体的管道直径是200毫米,那热电阻插入深度应选择100毫米;2)对于高温高压和高速流体的温度测量(如主蒸汽温度),为了减小保护套对流体的阻力和防止保护套在流体作用下发生断裂,可实行保护管浅插方式或接受热套式热电阻。

简述热电阻测温原理

简述热电阻测温原理

简述热电阻测温原理热电阻(Thermoresistor)是一种测量温度的传感器,其工作原理基于材料的电阻随温度的变化而变化。

热电阻被广泛应用于工业、医疗和家庭等领域,用于测量温度,并将其转换为电信号以供进一步处理和控制。

热电阻的工作原理是基于金属或半导体材料的电阻随温度的变化而变化。

通常情况下,材料的电阻值随温度的升高而增加,因为温度升高会增加材料内部的电子与离子之间的碰撞频率,从而增加电阻。

不同材料具有不同的温度系数(temperature coefficient of resistance,TCR),即电阻变化率,其定义为单位温度变化时电阻值的变化量。

热电阻传感器的常见材料包括铂、镍、铜和铁等,其中铂是最常用的材料之一、铂热电阻具有稳定的温度特性、较高的线性度和较高的精度,因此在许多应用中被广泛采用。

热电阻传感器的结构包括一个金属丝或箔片,以及一个电气绝缘的外壳。

金属丝或箔片就是热电阻元件,其电阻随温度的变化而变化。

金属丝或箔片通过电绝缘材料与外壳隔离,以防止电流从金属丝或箔片流向外壳。

当热电阻暴露在待测温度环境中时,其温度与环境温度相等。

正常工作条件下,热电阻与一个恒定的电流源串联。

电流通过热电阻产生的电压被测量,然后通过欧姆定律计算出热电阻的电阻值。

为了测量出准确的温度,需要采用一个精确的电流源和一个高精度的测量电压。

此外,为了排除由电缆电阻引起的测量误差,通常会采用四线制连接方式,即通过额外的两根线来测量电压,以消除电缆电阻对测量结果的影响。

为了消除外部热源对热电阻的影响,还可以使用一个酒精壳体和热敏电阻的组合进行温度补偿。

热电阻和热敏电阻的电阻随温度的变化方式是相反的,通过比较两者的电阻变化,可以消除由外部温度变化引起的误差。

总结来说,热电阻测温原理是通过测量材料的电阻随温度的变化而变化的特性,来实现对温度的测量。

这种原理广泛应用于各种领域的温度测量中,具有较高的精度和可靠性。

热电阻的基本原理

热电阻的基本原理

热电阻的基本原理
热电阻是一种用于测量温度的传感器,它基于材料的电阻随着温度的变化而变化的原理。

其工作原理可以通过以下几个方面进行描述:
1. 热敏效应:热电阻材料具有热敏效应,即其电阻值随温度的变化而变化。

通常情况下,热电阻的电阻值随温度的升高而增加,之间存在一种线性或非线性的关系。

这是因为随着温度的升高,材料内部原子或分子的运动增大,导致电阻的增加。

2. 温度的测量:通过测量热电阻材料的电阻值,可以间接测量温度的变化。

当热电阻材料暴露在要测量的物体或环境中时,温度变化将导致材料电阻的变化,进而可以得出温度的数值。

3. 温度-电阻关系:不同类型的热电阻材料有不同的温度-电阻
关系曲线。

例如,常见的热电阻材料铂(Pt100)的电阻值在0℃时为100欧姆(因此称为Pt100),随着温度的变化,其
电阻值以一定的比例变化。

根据这种关系,可以通过测量电阻值来推算出温度的变化。

4. 电路设计:为了测量热电阻的电阻值,通常需要将其连接到一个电路中。

在典型的热电阻电路中,一个恒流源通过热电阻,产生一个微弱的电压信号。

接下来,这个电压信号被放大,然后通过一个模数转换器转化为数字信号,供计算机或其他设备进行处理和显示。

通过以上原理的应用,热电阻被广泛应用于各种领域,包括工
业、医疗、环境监测等。

它们具有灵敏度高、测量范围广、稳定可靠等特点,因此在温度测量领域中具有重要的地位。

热电阻的测量原理

热电阻的测量原理

热电阻的测量原理热电阻是一种利用材料的电阻随温度变化而变化的特性,来测量温度的传感器。

其测量原理基于电阻在温度变化时的变化关系,通过测量热电阻的电阻值来间接得知温度的变化情况。

热电阻的工作原理是基于材料的电阻温度系数的变化。

当物体受到热量影响时,它的温度会发生变化,从而引起材料的电阻值的变化。

一般情况下,随着温度的升高,电阻的值会增大;随着温度的下降,电阻的值会减小。

对于常见的热电阻元件,铂是一种常用的材料。

铂热电阻的电阻值随温度变化的关系符合国际标准线性特性,即铂热电阻的电阻值与温度呈现出线性关系。

根据这一特性,我们可以使用铂热电阻来测量温度。

为了实现热电阻的测量,我们需要将热电阻元件安装在被测物体或环境中。

当被测物体的温度发生变化时,热电阻元件的电阻值也会随之变化。

常见的热电阻元件有两种连接方式:2线制和3线制。

2线制热电阻是将热电阻的两个电极直接与测量电路中的两个导线相连。

当温度发生变化时,热电阻的电阻值也会相应地改变,由此我们可以通过测量电阻值的变化来推测温度的变化情况。

3线制热电阻则更加精确地测量热电阻的电阻值。

它在2线制的基础上增加了一个引线来补偿导线电阻的影响。

其中两个引线连接到测量电路中,另一个引线连接到一个稳定的温度参考点上。

这样的设计可以减小导线电阻对测量结果的干扰,提高测量的精确度。

无论是2线制还是3线制的热电阻测量装置,在测量电路中,都会有一个电桥电路。

电桥电路通常由一个可变电阻和一个固定电阻组成。

可变电阻即是热电阻元件,固定电阻是一个补偿电阻。

通过调节可变电阻的数值,使得电桥电路达到平衡状态,此时测量电路中的电流无论是大小还是方向都为零。

在平衡状态下,我们可以通过测量电桥电路中的电阻值来推算热电阻元件的电阻值。

根据电阻值与温度的线性关系,我们可以进一步得到具体的温度值。

通常,测量电桥电路的电流和电压数值与热电阻的电阻值成比例关系,我们可以通过测量这些数值来计算热电阻的电阻值,从而得到温度的值。

热电阻的测量原理

热电阻的测量原理

热电阻的测量原理
热电阻的测量原理是根据电阻与温度之间的线性关系,利用热电效应来测量温度。

热电阻的测量原理可以简述为:
1. 热电阻是一种电阻材料,在一定温度下,其电阻值与温度成正比。

2. 当热电阻材料受热时,温度升高导致电阻值增加;反之,当热电阻材料被冷却时,温度降低导致电阻值减小。

3. 热电阻测温的原理就是利用这种温度与电阻的线性关系,通过测量电阻值来推算温度的变化。

具体来说,热电阻的测量通常使用一个电桥电路。

电桥电路由一个精密电阻、一个热电阻和参考电阻组成。

在测量中,通过供电使电桥电路工作。

当热电阻温度变化,其电阻值发生变化,则电桥电路产生差压,这个差压可以通过检测电路测量。

测得的差压值与温度成正比,即可通过比例关系得到温度的数值。

需要注意的是热电阻的测量精度受到温度漂移、线性度、灵敏度等影响,因此在实际测量中需要对这些因素进行校准和补偿。

热电阻工作原理

热电阻工作原理

热电阻工作原理
热电阻是一种温度传感器,利用材料的电阻随温度的变化特性来测量温度。

它基于热敏材料的电阻随温度的变化而变化,正是这种特性可以实现温度的测量。

热电阻的工作原理是基于热阻效应。

热阻效应是指当电流通过材料时,电流产生的热量会使材料温度上升,导致电阻值发生变化。

热电阻中常用的热敏材料包括铂、镍、铜和铁等。

当电流通过热电阻时,由于电阻材料的温度升高,导致电阻值增加。

这种电阻和温度之间的关系可以通过温度系数来描述。

温度系数越大,热敏材料的电阻变化越大。

为了测量温度,需要将热电阻连接到一个电路中,通常使用一个电桥电路。

电桥电路中包括一个被测温度和一个标准温度一起组成的电阻网络。

当电桥平衡时,电桥的电阻值会发生变化,测量这种变化可以得到温度的值。

通过测量电桥的平衡状态或电桥产生的电压来计算温度,可以得到热电阻所测量的温度值。

总之,热电阻通过测量热敏材料的电阻随温度的变化,来实现温度的测量。

它的工作原理是基于热阻效应,利用电阻值和温度之间的关系来计算温度值。

热电阻的种类原理和用途ppt课件

热电阻的种类原理和用途ppt课件
❖ 测温范围:-50~150℃
❖ 应用范围:测量准确度要求不是很高,温度较低的 场合。
❖ 缺点:250℃以上容易氧化,故只能在低温及没有腐 蚀的介质中应用,铜的电阻率较小, ρ=0.017Ω.mm2/m,铜的热电阻体积较大。
常用热电阻的对比
名称 分度号 0℃时的电阻∕Ω
用途
铂热 Pt100 电阻
铂热 电阻 铜热 电阻 铜热 电阻
10
103.90 104.29 104.68 105.07 105.46 105.85 106.2பைடு நூலகம் 106.63 107.02 107.40
20
107.79 108.81 108.57 108.96 109.35 109.73 110.12 110.51 110.90 111.28
30
111.67 112.06 112.45 112.83 113.22 113.61 113.99 114.38 114.77 115.15
二、热电阻的测温原理
温度系数
正:温度 ↑ 阻值 ↑ 负:温度 ↑ 阻值↓
电阻的热效应早已被人们所认识 , 即电阻体的阻值随温度的升高而增加或 减小,利用这一原理,可以通过测量电 阻值反过来知道温度值。
三、常用热电阻金属类型和型号
目前国际上最常见的热电阻有 铂、铜及半导体热敏电阻等。考虑 灵敏度高、重复性好、稳定性好等 特点,制成热电阻应用最多的是
小结:
1、热电阻的结构。 2、热电阻的测温原理。 3、常用热电阻金属类型及型号。
每日一题:
❖ 分别写出常见热电阻的分度号,并标出其含义。
字母:表示热电阻的材质 含义
数字:表示热电阻在0℃时的电阻值
谢 谢!
❖ 测温范围:(-200~850) ℃

热电阻原理

热电阻原理

热电阻原理热电阻原理是指在材料受到温度变化时,电阻随之变化的现象。

这种现象是由于材料内部自由电子的热运动和电子与晶格之间的相互作用引起的。

当材料受到温度变化时,电子的热运动会加速,并增加它们与晶格之间的相互作用,从而导致电阻的变化。

热电阻的应用十分广泛,它被广泛用于测量温度。

在温度传感器中,热电阻被用作感应元件,可以将温度变化转化为电阻的变化,然后通过电路将电阻的变化转化为电信号输出。

这种温度传感器可以在工业控制、仪表仪器、汽车、航空航天等领域中广泛应用。

在热电阻温度传感器中,使用的材料一般是铂、镍、铜、铁等金属或合金。

由于不同材料的电阻温度特性不同,因此需要根据具体的应用需要选择合适的材料。

例如,铂热电阻的温度特性比较稳定,在高温环境下具有较高的精度;而镍热电阻则适用于低温环境。

在热电阻温度传感器中,还需要考虑如何减小外部电磁干扰对传感器的影响。

为了减小这种影响,通常采用差动测量的方法。

差动测量是将两个相同的热电阻并联连接,然后接入一个电桥电路中。

在该电路中,一个热电阻被放在被测物体中,另一个热电阻则被放在参考物体中。

由于两个热电阻的温度变化相同,因此它们的电阻变化也相同,从而可以消除外部电磁干扰的影响。

除了用于温度传感器外,热电阻还可以用于热电功率计。

在热电功率计中,热电阻被用作敏感元件,可以测量电器件内部的温度变化,并计算出电器件的功率。

这种测量方法可以用于评估电子器件的性能和可靠性。

热电阻原理是一种重要的物理现象,它被广泛应用于温度传感器和热电功率计等领域。

在实际应用中,需要根据具体的需要选择合适的材料,并采用合适的测量方法,以获得准确可靠的测量结果。

热电阻工作原理

热电阻工作原理

热电阻工作原理热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。

它的主要特点是测量精度高,性能稳定。

其中铂热电阻的测量精确度是最高的,它不仅广泛应用于工业测温,而且被制成标准的基准仪。

与热电偶的测温原理不同的是,热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的,即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。

因此,只要测量出感温热电阻的阻值变化,就可以测量出温度。

目前主要有金属热电阻和半导体热敏电阻两类。

金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示,即Rt=Rt0[1+α(t-t0)]式中,Rt为温度t时的阻值;Rt0为温度t0(通常t0=0℃)时对应电阻值;α为温度系数。

半导体热敏电阻的阻值和温度关系为Rt=AeB/t式中Rt为温度为t时的阻值;A、B取决于半导体材料的结构的常数。

相比较而言,热敏电阻的温度系数更大,常温下的电阻值更高(通常在数千欧以上),但互换性较差,非线性严重,测温范围只有-50~300℃左右,大量用于家电和汽车用温度检测和控制。

金属热电阻一般适用于-200~500℃范围内的温度测量,其特点是测量准确、稳定性好、性能可靠,在程控制中的应用极其广泛。

热电阻材料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的。

热电阻大都由纯金属材料制成,目前应用最多的是铂和铜,此外,现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。

热电阻种类(1)精密型热电阻:工业常用热电阻感温元件(电阻体)的结构及特点。

从热电阻的测温原理可知,被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的,因此,热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。

为消除引线电阻的影响同般采用三线制或四线制。

(2)铠装热电阻:铠装热电阻是由感温元件(电阻体)、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体,它的外径一般为φ2~φ8mm,最小可达φmm。

与普通型热电阻相比,它有下列优点:①体积小,内部无空气隙,热惯性上,测量滞后小;②机械性能好、耐振,抗冲击;③能弯曲,便于安装;④使用寿命长。

热电阻三线制接法原理

热电阻三线制接法原理

热电阻三线制接法原理热电阻三线制接法是一种常见的电气测量方法,常用于测量环境温度、流体温度、预热炉和热处理炉温度等应用领域。

与两线制接法相比,热电阻三线制接法具有更高的精度,通常用于需要高精度测量的工业场合。

本文将详细介绍热电阻三线制接法的原理、应用及其优缺点等方面。

一、热电阻原理热电阻是一种传感器,它通过测量电阻的变化来检测温度的变化。

热电阻的工作原理基于电阻和温度之间的线性关系。

当温度变化时,热电阻的阻值也发生相应的变化。

可以根据热电阻的阻值变化来确定环境温度、流体温度及热处理炉温度等。

热电阻三线制接法是一种将电阻降低到最小的电路接法。

它的原理是利用三条电缆去描绘热电阻在电路中的自身电阻和环境测量点的电阻。

一般情况下,热电阻的自身电阻造成的误差相比环境温度的影响更小。

为了降低热电阻自身电阻对测量结果的影响,需要采用三线制接法。

1. 首先应该准确地测量热电阻的自身电阻。

这个步骤可以通过使用恒流源和电压计来完成。

2. 在电路中连接三条线,其中两条线用于检测电压,第三条线用于提供电流。

检测电压和电流源都应该与热电阻分别连接。

3. 通过连接电路的电压和电流源,将电流传入热电阻。

能够流过热电阻的电流应该尽量大,以提高电路的灵敏度。

4. 通过测量电路的电压,可以计算出热电阻的电阻值,从而得出环境温度。

热电阻三线制接法广泛应用于需要高精度温度测量的场合,包括:1. 工业自动控制系统:热电阻三线制接法可以实现各种自动控制系统中的高精度温度测量,如预热炉、热处理炉和冷却水系统等。

2. 实验室温度测量:热电阻三线制接法可以应用于各种研究实验室中的温度测量,如化学实验室、物理实验室和生物实验室等。

3. 医疗设备:热电阻三线制接法可以应用于医疗设备中的温度测量,如医用冰箱、保温箱和热泵等。

1. 精度:热电阻三线制接法可以提高精度,减小热电阻自身电阻对测量结果的影响。

热电阻三线制接法也存在一些缺点:1. 设计难度:热电阻三线制接法需要快速和准确的测量热电阻的电阻值和环境温度值,需要专业技能和专门的仪器设备。

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注意事项:
a. 测试电流选取 流过温度感应二极管的测试电流必须足够的大以保证在读取二极管两端的正偏电压 时不受Surface Leakage Effects的影响,同时又必须足够的小以保证该电流不会产生 明显的自热效应。其数值一般选在二极管正向导通I-V特性曲线拐点左右的范围内, 通常为100uA 至5 mA,具体与二极管的尺寸有关。 b.从功率脉冲切断到测试电流灌入之间的时间必须考虑。这段时间器件冷却,结温有 所下降。所以,电子开关的切换时间必须足够的短(几十微秒数量级的范围)。
结构函数测试法(瞬态热阻)
瞬态温度响应曲线
结构函数测试法(瞬态热阻)
然后我们对升温或降温曲线的横坐标做对数变化(z=in(t)),再根据热阻计算公式 Rth=(Tj-Ta)/P将其转换为热阻抗曲线(瞬态热响应曲线)a(z),Tj表示结温, Ta表示热沉表面温度,P表示加热功率。 对瞬态热响应曲线a(z)求导得到da(z)/dz,然后运用以下关系:
热阻分类
结壳热阻
结到环境的热阻
DUT:Device Under Test
热阻分类
瞬态热阻:许多半导体器件是在脉冲功率条件下工作的,显然器件 的工作结温升与脉冲宽度及占空比有关,因此在很多场合下需要了 解器件与施加功率时间相关的热特性。瞬态热阻的表达式为
稳态热阻:当功率的持续时间足够长,器件有源区热量的产生与散 热达到动态的平衡,此时有源区温度不再随时间变化,这时的瞬态 热阻就是稳态热阻。
Tj为器件在稳态工作时的结温。
热阻测试原理及方法
测试原理
功率测量
(1)固定U,测I U:功率源表, 直流电源
温度测量 TA/C
TJ
热电偶 红外测温仪
I:示波器 (2)固定I,测U(常用) U:功率源表, 直流电源
无法直接测量
I:示波器
JEDEC标准的封装热阻测试法
原理:
R JX
TJ X
PH
TJ TJ 0 TJ
TJ K TSP
RθJX 表示结到某点的热阻,K 表示二极管两端压降随温度变化的系数,一般是每升高一度,二
极管两端压降降低2mV。Δ TSP 表示压降变化的大小,通过这两个参数我们就可以知道结温在加 热前和加热后升高了多少。而壳温是可以用热电偶测得的,功率等于电压电流的积,所以结壳 或者结到环境的热阻就可以求得了。
c. 热稳态建立 器件内部产生的热量传播到外界并最终建立起稳定状态需要一定的时间。因此,热 阻的测量需要在这一稳定状态建立起来之后才能进行。
MOS饱和电流测试法
原理:当同一器件分别工作在直流状态和去除自热
状态,如果该器件漏源两端电压相同,栅压幅度相
同,造成器件漏电流不一致的最主要区别即为器件 工作在直流状态时,由于自热的影响,导致漏电流 远小于器件工作在相同偏置下的去除自热状态下的 漏电流。 当器件漏电流下降到与器件工作在相同偏置下的 直流状态时的漏电流相等时,由于在相同的偏置条 件下,器件的漏电流相同,代表器件内部的结温相 同,因此,此时的环境温度即等效于器件工作在相 同偏置条件下直流状态时器件内部的平均结温。
结构函数测试法(瞬态热阻)
该理论借鉴电路分析技术中的RC 响应原理,对于串联的多阶RC电路, 其阶跃响应表现出由电阻电容值决 定的多个时间常数的特性。而每一 阶电阻的阻值则可以由对应时间常 数的阶跃电压幅值确定。 这种思想应用于半导体器件热 分析,则可以表述为封装的器件可 以看作由芯片、焊料、管壳等成份 组成的串联热阻、热容网络,器件 的结-壳热阻为热传导路径上各成分 热阻之和,器件的瞬态加热响应曲 线是各成分热阻热容共同作用的结 果。
式中的运算符号为卷积运算,且w(z)=exp(z-exp(z)),所以通过反卷积运算我们 可以得出时间常数谱函数R(z)。 得到了时间常数谱函数后,我们就可以利用以下公式:
得到不同占空比下的瞬态热阻曲线簇。其中Zth表示特定占空比下的那条瞬态热 阻曲线,δ表示占空比。
谢谢!
日期:2016/3/7
热阻及测试原理
日期:2016/3/7
什么是热阻?
功率半导体器件在工作中总会产生一定的热量,倘若这些热量不能及时 有效地传播出去,就会造成器件内部热积累,结温上升,使得器件可靠性降 低,甚至造成器件功能失效,无法安全工作。 热阻是表征阻止热量传递的能力的综合参数,也就是直接反映器件散热 性能好坏的参数。热阻越小,则散热能力越好。
JEDEC标准的封装热阻测试法
步骤:
第一步:先根据脉冲电压不产生自热,维持电流Im不变,施加变化的 环境温度,测出对应的变化的电压,绘出电压——温度曲线,求出斜
率K。
第二步:施加功率脉冲(有自热),对DUT加热至稳定温度。 第三步:切换到测试电流Im,测出此测试法
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