热电阻传感器.
热电阻传感器
2.3 热电阻式传感器教学基本要求和重点⏹掌握有关热电阻和热敏电阻的基本概念⏹掌握热电阻式传感器的基本工作原理⏹掌握热敏电阻的电阻－温度特性⏹熟悉热电阻的内部引线方式及其适用场合概述⏹按热电阻性质不同,可以分为◆金属热电阻,简称热电阻◆半导体热电阻,灵敏度比金属热电阻高十几倍以上,所以又称热敏电阻2.3.1 热电阻热电阻(Thermal Resistance)是利用导体的电阻值随温度变化而变化这一特性进行测量温度的。
对用于制造热电阻材料的要求：•具有尽可能大和稳定的电阻温度系数•R-t关系最好成线性•电阻率高,热容量小,反应速度快•在测温范围内具有稳定的物理、化学性质；•易提纯、复现性好热电阻的主要技术性能1.铂电阻320)100(1[t C t C Bt At R R t ︒-+++=)1(20Bt At R R t ++=电阻与温度的关系：在-200 ℃~0 ℃范围在0～850℃范围热电阻在温度t 时的电阻值与R 0有关。
目前我国规定工业用铂热电阻有R 0=50Ω和R 0=100Ω两种, 它们的分度号分别为Pt50和Pt100, 其中以Pt100为常用。
铂热电阻不同分度号亦有相应分度表, 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。
铂电阻分度表2铜热电阻在一些测量精度要求不高且温度较低的场合，可采用铜热电阻进行测温，它的测量范围为-50～150℃。
铜热电阻在测量范围内其电阻值与温度的关系几乎是线性的，R t=R0（1+αt）(R0=50Ω)和Cu100（R0=100Ω）两种分度号：Cu50铜热电阻的分度表分度号：Cu50050R =Ω温度/℃0102030405060708090电阻/Ω－050.0047.8545.7043.5541.4039.24050.0052.1445.2856.4258.5660.7062.8464.9867.1269.2610071.4073.5475.6877.8379.9882.13铜热电阻的特点⏹铜热电阻的电阻温度系数较大、线性性好、价格便宜。
温度传感器 热电阻温度传感器 热电阻温度传感器
330
222.68
540
294.21 750 360.64
340
226.21
550
297.49 760 363.67
350
229.72
560
300.75 770 366.70
360
233.21
570
304.01 780 369.71
370
236.70
580
307.25 790 372.71
380
240.18
13
4. 热电阻传感器的测量电路
两线制测量
(Rt 2r)R2 R1R3
R2 R1 Rt 2r R3
三线制电桥测量电路
(Rt r)R2 R1(R3 r)
R2 R1 Rt R3
导线引起测量误差
导线引起的测量 误差相互抵消
14
4. 热电阻传感器的测量电路
四线制测量用两条附加测试线提供恒定电 流，另两条测试线测量未知电阻的电压降， 在电压表输入阻抗足够高的条件下，电流 几乎不流过电压表，这样就可以精确测量 未知电阻上的压降，计算得出电阻值。
11
课程内容
1 . 热电阻原理 2. 热电阻分类 3. 铂热电阻与铜热电阻 4. 热电阻传感器的测量电路
4. 热电阻传感器的测量电路
热电阻传感器外接引线如果较长时，引线电阻的变化使测量结果有较大误 差，为减小误差，可采用三线制电桥连接法测量电路或四线恒流源测量电 路。
三线制电桥测量电路
四线制 恒流源测量电路
Cu50电阻值(Ω) 39.24 41.40 43.55 45.70 47.85 50.00 51.4 54.28 56.42 58.56 60.70 62.84 64.98 67.12 69.26 71.40 73.54 75.68 77.83 79.98 81.3
热电阻温度传感器工作原理
热电阻温度传感器工作原理
热电阻温度传感器是一种利用材料电阻随温度变化的特性来测量温度的传感器。
它采用了热电效应的原理。
热电阻温度传感器通常由一段金属导线（例如铂、镍或铜）组成，该导线具有温度敏感性。
当导线被加热时，导线的电阻值会随之变化。
这是因为随着温度的上升，金属原子的振动增加，电阻的阻碍力也随之增加。
热电阻温度传感器将导线连接到一个测量电路中，电路中流过导线的电流可以测量电阻值的变化。
根据导线的电阻-温度特
性曲线，可以通过测量电阻值来确定当前的温度。
为了提高传感器的精度，热电阻温度传感器通常会使用一个精确的电流源来供电，并采用差分放大电路来减小温度变化对测量结果的影响。
此外，为了提高热响应速度，通常会将导线绕成螺旋形或灌注在芯片中，以增大导线的表面积。
需要注意的是，热电阻温度传感器的测量范围和精度受限于所使用的金属导线的特性和材料。
不同的导线材料有不同的温度测量范围和精度。
常见的热电阻材料包括铂（Pt100、Pt1000等）、镍（Ni100）和铜（Cu10）等。
总结起来，热电阻温度传感器工作原理是利用导线电阻随温度变化的特性，通过测量电阻值来确定温度。
根据导线材料不同，其测量范围和精度也有所不同。
热电阻式传感器实习报告
实习时间：2023年X月X日至2023年X月X日实习地点：XX公司传感器实验室实习目的：1. 了解热电阻式传感器的原理、结构及工作特性。
2. 掌握热电阻式传感器的安装、调试与维护方法。
3. 通过实际操作，提高对传感器技术的应用能力。
实习内容：一、热电阻式传感器原理及结构1. 原理：热电阻式传感器是一种将温度变化转换为电阻值变化的传感器。
其工作原理基于金属或半导体的电阻率随温度变化的特性。
当温度变化时，传感元件的电阻值也随之变化，通过测量电阻值的变化，可以得知温度的变化。
2. 结构：热电阻式传感器主要由感温元件、引线和保护管等部分组成。
感温元件是传感器的核心部分，通常采用铂、铜等金属丝或半导体材料制成。
二、热电阻式传感器的安装与调试1. 安装：首先，根据实际应用需求选择合适的热电阻式传感器。
然后，按照传感器说明书的要求，将传感器安装到被测设备上。
安装过程中，应注意传感器与被测设备的接触良好，避免温度误差。
2. 调试：安装完成后，进行调试。
首先，检查传感器的引线是否连接正确，然后使用万用表测量传感器的电阻值，确保其在正常范围内。
接下来，调整传感器的输出信号，使其满足实际应用需求。
三、热电阻式传感器的维护与保养1. 定期检查：定期检查传感器的安装状态，确保其与被测设备的接触良好，避免因接触不良导致的温度误差。
2. 清洁：定期清洁传感器，清除传感器表面的污垢和氧化物，以保证传感器的测量精度。
3. 更换：当传感器出现故障时，应及时更换，避免影响生产过程。
实习总结：通过本次实习，我对热电阻式传感器的原理、结构、安装、调试与维护有了更深入的了解。
在实际操作过程中，我学会了如何根据实际需求选择合适的热电阻式传感器，并掌握了其安装、调试与维护方法。
这次实习让我认识到，传感器技术在工业生产中具有重要作用，作为一名传感器技术从业者，我需要不断学习和提高自己的技能，为我国传感器事业的发展贡献力量。
建议：1. 加强对传感器技术的理论学习和实践操作，提高自己的专业素养。
热电阻温度传感器工作原理
热电阻温度传感器工作原理热电阻温度传感器，听起来就像是科学家的专属武器，其实它在我们的生活中可是大有用处哦。
说到温度，大家第一反应可能就是天气，今天热得像个火炉，明天又冷得让人瑟瑟发抖，真是让人捉摸不透。
不过，热电阻温度传感器可不怕这些温差，简直就是温度的侦探，能精准地告诉你现在的温度到底是多少。
想象一下，这个小家伙就像一位默默无闻的监控员，随时记录着环境的变化。
它的工作原理其实也蛮简单的。
热电阻的“热”字就已经说明了一切，它的核心是热电阻材料。
说白了，就是材料在受热时，电阻值会发生变化。
就好比你吃了辣椒，瞬间觉得火辣辣的，电阻也是一样，随着温度的升高或降低，电阻会悄悄地变化。
这种变化可以通过仪器精确地测量出来，最终转换成我们需要的温度读数。
真是神奇，是吧？这就是热电阻温度传感器的秘密武器。
为什么大家都喜欢用热电阻传感器呢？它的测量精度高，简直让人拍手称快。
尤其是在工业环境里，温度控制可谓是至关重要。
想象一下，如果某个机器因为温度过高而坏掉，那可就得不偿失了。
所以，热电阻传感器在这方面可谓是如鱼得水，能够实时监测并发出警报，防止事故的发生。
再说了，它的稳定性也很不错，长期使用下去，依然可以保持良好的性能，这就像是老朋友一样，越久越可靠。
热电阻也有个小缺点，那就是反应速度稍微慢了点。
就好比你约朋友吃饭，他总是迟到，心急火燎等得让人抓狂。
不过，这种慢也不算什么，毕竟在许多需要精确控制的地方，稳定性往往比速度更重要。
像是食品加工、药品制造等领域，温度的微小波动都可能影响最终的产品质量，这时热电阻就派上用场了。
说到应用，热电阻传感器的身影几乎无处不在。
家里的空调、冰箱、甚至一些智能设备，很多时候都离不开它的帮助。
记得我有一次在夏天把空调调得很低，结果早上醒来就像是进了冰箱，冷得我直打哆嗦，原来就是热电阻在默默地调节着温度。
这小家伙总是在你不注意的时候，给你带来舒适的环境，真是一个低调的英雄。
热电阻传感器的安装和维护也相对简单，不像有些高大上的设备需要专业人士来操作。
热电阻pt100温度范围
热电阻pt100温度范围一、Pt100热电阻简介Pt100（白金电阻）是一种常用的热电阻传感器，它的电阻值随温度变化而变化。
Pt100具有良好的线性特性、稳定性和可靠性，广泛应用于工业、科研和实验室等领域。
二、Pt100温度范围的定义与应用Pt100温度范围指的是该传感器能够正常工作并提供准确测量结果的温度区间。
通常，Pt100的热电阻范围为-200℃至1000℃。
在这个范围内，Pt100的电阻值变化能够准确地反映温度的变化。
三、Pt100温度传感器的优势与特点1.线性特性：Pt100的热电阻值与温度呈线性关系，便于进行精确的温度测量。
2.稳定性：Pt100具有较高的稳定性，能够在长时间内提供稳定的测量结果。
3.可靠性：Pt100材料具有较高的抗腐蚀性和抗氧化性，适用于各种恶劣环境。
4.广泛的应用范围：Pt100温度传感器适用于各种工业过程、实验室和科研领域。
四、Pt100在不同行业的应用案例1.工业生产：Pt100温度传感器用于监测炉温、模具温度、反应釜温度等，确保生产过程的正常运行。
2.实验室研究：Pt100用于精确测量实验温度，为科研提供可靠数据。
3.医疗设备：Pt100温度传感器应用于生物组织测温、血液温度监测等，保障医疗设备的精确性。
4.环境监测：Pt100用于监测大气温度、水体温度等环境参数，为环境保护提供数据支持。
五、如何选择合适的Pt100温度传感器1.确定测量范围：根据实际应用需求，选择合适的热电阻温度范围。
2.考虑传感器尺寸和形状：根据安装空间和设备结构选择合适的传感器尺寸和形状。
3.了解传感器的工作原理和性能指标：选择具有良好线性特性、稳定性和可靠性的Pt100温度传感器。
4.考虑传感器的防护等级和适用环境：根据实际应用环境，选择具有相应防护等级的传感器。
六、Pt100温度传感器的安装与维护1.安装：在安装过程中，确保传感器与测量系统的连接稳定，避免受到机械应力影响。
2.接线：正确连接传感器的引线，遵循接线规范，确保信号传输稳定。
热电阻传感器工作原理
热电阻传感器工作原理
热电阻传感器是一种用于测量温度的传感器，它利用材料的电
阻随温度变化的特性来实现温度测量。
热电阻传感器的工作原理基
于热敏材料的电阻随温度变化而变化。
常见的热敏材料包括铂、镍、铜等金属，其中铂是最常用的材料，因为它具有稳定的温度特性和
较大的温度系数。
当热电阻传感器暴露在环境中时，温度的变化会导致热敏材料
的电阻发生变化。
一般来说，当温度升高时，热敏材料的电阻值会
随之增加，反之亦然。
这种变化可以通过测量热电阻两端的电阻值
来间接测量温度。
热电阻传感器常常被组装在一个保护外壳中，以防止机械损坏
和环境腐蚀。
当温度发生变化时，热电阻传感器会产生相应的电阻
变化，这个变化可以通过连接的电路进行测量和分析。
一般情况下，测量电路会通过一定的算法将电阻值转换为温度值，从而实现对温
度的准确测量。
除了铂热电阻之外，还有一些其他类型的热电阻传感器，例如镍、铜热电阻传感器，它们的工作原理类似，但是具体的温度特性
和测量范围可能会有所不同。
总的来说，热电阻传感器的工作原理是基于热敏材料的电阻随温度变化而变化，通过测量这种电阻变化来实现对温度的测量。
这种传感器因其精度高、稳定性好等特点，在工业、医疗、航空航天等领域得到了广泛的应用。
热电阻测温传感器工作原理
热电阻测温传感器工作原理
热电阻测温传感器是一种常见的温度传感器，它的工作原理基于材料电阻随温度变化的特性。
具体工作原理如下：
1. 热电阻材料选择：热电阻传感器常用的材料有铂、镍和铜等，其中最为常见的是铂。
这些材料具有良好的线性特性，能够在一定温度范围内稳定地变化。
2. 电阻温度特性：热电阻材料的电阻值随温度的变化而变化，一般呈现出正的温度系数特性。
也就是说，随着温度的升高，材料电阻的值也会增加。
3. 电路连接：热电阻传感器一般作为一个电阻元件与一个电路相连。
当温度变化时，热电阻材料的电阻值也会变化，从而导致电路中的电压或电流发生变化。
4. 温度测量：测量热电阻传感器的电压或电流的变化，就可以间接地得到温度的变化情况。
一般情况下，使用快速变化的电流激励热电阻，然后测量电阻的值，通过与预先定义的温度-
电阻关系曲线进行对比，就可以确定实际温度的值。
总之，热电阻测温传感器利用材料电阻随温度变化的特性，通过测量电阻的变化来间接地获得温度的信息。
这种工作原理使其在许多领域中被广泛应用，例如工业自动化、电子设备以及家用电器等。
不同原理的温度传感器
不同原理的温度传感器
温度传感器是一种测量环境温度的装置，根据工作原理的不同，可以分为以下几种类型：
1. 热电阻温度传感器：热电阻温度传感器利用材料电阻随温度变化的特性来测量温度。
常见的热电阻温度传感器有铂电阻温度传感器和镍电阻温度传感器。
2. 热敏电阻温度传感器：热敏电阻温度传感器使用热敏材料的电阻随温度变化的特点来实现温度测量。
根据材料的不同，可以分为正温系数热敏电阻和负温系数热敏电阻。
3. 热电偶温度传感器：热电偶温度传感器基于热电效应，利用两种不同金属在温度变化时产生的电势差来测量温度。
常用的热电偶材料有铜-常铜（K型热电偶）、铜-镍（E型热电偶）
和铁-铜镍（J型热电偶）等。
4. 热电集成电路温度传感器：热电集成电路温度传感器利用温度对PN结或场效应管等器件特性的影响来测量温度。
常见的
热电集成电路温度传感器有LM35、LM75等。
5. 光学温度传感器：光学温度传感器利用物质在不同温度下的物理性质变化来测量温度，常见的光学温度传感器有红外线温度传感器和光纤温度传感器。
6. 压阻式温度传感器：压阻式温度传感器根据材料的压阻特性来测量温度，常见的压阻式温度传感器有硅压阻温度传感器和
多晶硅温度传感器。
以上是一些常见的温度传感器的工作原理，它们各具特点，应用于不同的领域和场合，用于精确测量温度信息。
温度传感器分类与特点
温度传感器分类与特点1.热电阻温度传感器（RTD）：热电阻温度传感器是一种基于电阻值随温度变化的原理工作的传感器。
常见的热电阻材料有铂（Pt100、Pt1000）、镍（Ni100、Ni1000）等。
热电阻温度传感器具有较高的精度、较宽的测量范围和较好的线性特性。
但是，它们的响应时间较慢，对环境干扰较为敏感。
2.热敏电阻温度传感器（NTC）：热敏电阻温度传感器是一种采用热敏电阻材料工作的传感器，其电阻值随温度变化。
常见的热敏电阻材料有氧化锡（SnO2）、氧化镁（MgO）等。
热敏电阻温度传感器具有较高的灵敏度和较低的成本，适用于大量应用场合。
但是，由于其非线性特性，需要进行校准和补偿，测量精度相对较低。
3.热电偶温度传感器：热电偶温度传感器是基于两种不同金属的电动势随温度变化的原理工作的传感器。
常见的热电偶有铜-铜镍（Type T）、铁-铜镍（Type J）等。
热电偶温度传感器具有较大的测量范围、良好的线性特性和较快的响应速度。
但是，由于热电偶两端的接触材料不同，容易受到外界电磁干扰的影响。
4.热电堆温度传感器：热电堆温度传感器是一种由多个热电偶组成的传感器，用于测量较高温度下的温度变化。
热电堆温度传感器具有较高的测量精度和较大的温度范围，适用于高温环境。
但是，由于需要多个热电偶的组合，造成了较高的成本。
5.红外温度传感器：红外温度传感器是一种基于物体放射出的红外线辐射功率与其温度成正比的原理工作的传感器。
红外温度传感器具有非接触式测量、快速响应和长测量距离等特点。
但是，其测量精度受到环境因素的影响较大，同时需要针对不同物体进行校准。
总的来说，不同类型的温度传感器各具特点，适用于不同的应用场合。
选择合适的温度传感器需要根据测量范围、精度要求、响应速度以及环境干扰等因素综合考虑。
热电阻传感器的原理与应用
热电阻传感器的原理与应用1. 热电阻传感器的基本原理热电阻传感器是一种测量温度变化的电子器件，工作原理基于热电效应。
它是利用材料在温度变化时电阻值发生变化的特性来实现温度测量的。
1.1 热电效应热电效应是指当两个不同材料的接触点处于不同温度时，会产生电势差的现象。
根据热电效应的不同，热电阻传感器分为两种类型：正热电阻和负热电阻。
1.2 热电阻的工作原理热电阻传感器的核心部分是一个由热敏材料制成的温度传感器。
当该热敏材料受到温度变化影响时，其电阻值也会随之变化。
热电阻通常采用金属或半导体材料，在不同温度下具有不同的电阻温度特性曲线。
2. 热电阻传感器的优点和应用热电阻传感器具有以下几个优点：•宽温度测量范围：热电阻传感器能够测量的温度范围较广，通常可达-200℃至+600℃。
•高精度：热电阻传感器具有较高的测温精度，通常可达0.1℃。
•可靠性高：热电阻传感器结构简单，稳定性好，寿命长。
•响应速度快：热电阻传感器对温度变化的响应速度较快。
2.1 热电阻传感器的应用领域热电阻传感器在许多领域中得到广泛应用，包括但不限于：•工业自动化：热电阻传感器可用于控制和监测工业过程中的温度，如燃烧控制、炉温监测等。
•汽车工业：热电阻传感器可用于发动机温度、冷却液温度等的监测。
•医疗仪器：热电阻传感器可用于体温计、输液设备等的温度监测。
•家用电器：热电阻传感器可用于电饭煲、空调等家电产品的温度控制。
3. 热电阻传感器的特性和选型热电阻传感器的特性包括温度测量范围、精度、响应时间、尺寸、材料等。
3.1 温度测量范围不同型号的热电阻传感器具有不同的温度测量范围，选择适合实际应用的温度范围的传感器很重要。
3.2 精度热电阻传感器的精度直接影响温度测量的准确性，通常以温度差或百分比来表示。
3.3 响应时间热电阻传感器的响应时间是指它从接收温度变化到输出信号变化的时间间隔。
在高速测量要求的应用中，选择响应时间较短的传感器更合适。
热电阻式传感器原理
可小到毫秒级；元件本身的电阻值可达 阻的影响相当小，可以不考虑。
，故测量时引线电
但是，热敏电阻的缺点是非线性大，在实际使用时要进行线性
化处理；同时它对环境温度敏感，测量时易受到干扰。
2）热敏电阻的结构
热敏电阻主要由热敏元件、引线、壳体组成，其结构及符号如
图所示。根据不同的使用情况，可封装成不同的形状，常见的
22.80 64.30 134.70 172.16 208.45 243.59 277.56 310.38 342.03 372.52
.
6
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铁和镍这两种金属的电阻温度系数较高，电阻率较大，因此可 制成体积小、灵敏度高的电阻温度计，但由于有易氧化、化学稳定 性差、不易提纯和非线性等严重缺点，目前应用较少。
.
7
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热电阻
热电阻
热电阻
两线制
三线制
四线制
图 热电阻测量电路内部引线方式
.
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热电阻的接法
1-热电阻感温元件； 2、4-引线； 3－接线盒； 5－显示仪表；
图 三线制接法
.
9
三线制与两线制的对比
.
10
热电阻结构
普通热电阻
接线盒 连接 法兰 保护 套管
.
11
半导体热敏电阻
▪ 温度特性热敏电阻可分为两类，随温度上升电阻 增加的为正温度系数热敏电阻，反之为负温度系 数热敏电阻。
.
12
3.7.2 热敏电阻式传感器
热敏电阻是由金属氧化物（NiO、MnO2、 CuO、TiO2等）的粉末按照一定比例混合烧结而 成的半导体。
1）热敏电阻的温度特性
热电阻温度传感器测量原理
热电阻温度传感器测量原理及使用方法
热电阻温度传感器是一种常用的温度传感器，它通过利用材料温
度变化产生的电阻变化来测量温度。
下面介绍一下热电阻温度传感器
的测量原理和使用方法。
热电阻温度传感器采用的是热电效应来测量温度。
它利用热电效
应原理，在热电偶的两端产生电势差，电势差的大小与温度差成正比。
热电阻与热电偶的不同之处在于，热电阻利用了材料的电阻随温度变
化的特性，通过测量材料的电阻值来推算温度。
热电阻温度传感器的工作原理如下：当温度变化时，热电阻材料
的电阻值也随之变化。
温度升高时，电阻值会增加；温度降低时，电
阻值会减少。
给定一个电流，通过检测材料的电阻值变化，就可以测
量出温度的变化。
这就是热电阻温度传感器的测量原理。
热电阻温度传感器的使用方法也很简单。
首先，需要将热电阻安
装在被测物体上，并保证与被测物体完全接触。
接着，将热电阻接在
检测电路中，并给定一个电流。
最后，通过检测电路的输出值，就可
以推算出被测物体的温度。
总之，热电阻温度传感器是一种可靠、准确的温度传感器，具有
测量范围宽、稳定性好、响应快等特点。
在实际应用中，需要根据被
测物体的特性选择合适的温度传感器，并严格按照使用方法来操作和
维护。
水凝胶热电阻传感
水凝胶热电阻传感以水凝胶热电阻传感为标题，本文将介绍水凝胶热电阻传感器的原理、特点、应用领域以及未来发展趋势。
一、水凝胶热电阻传感器的原理水凝胶热电阻传感器是一种利用水凝胶材料的热敏特性来感知温度变化的传感器。
水凝胶材料具有温度敏感性，当温度发生变化时，水凝胶材料的电阻值也会发生相应的变化。
水凝胶热电阻传感器利用这一特性，通过测量水凝胶材料的电阻值来间接测量温度。
1. 灵敏度高：水凝胶材料的电阻值与温度呈线性关系，可以实现高精度的温度测量。
2. 响应速度快：水凝胶材料的热敏特性使得传感器对温度变化的响应速度较快。
3. 稳定性好：水凝胶材料具有较好的稳定性，可以长期保持其温度敏感性能。
4. 耐高温：水凝胶材料能够在高温环境下使用，适用于各种工业领域。
5. 抗湿性强：水凝胶材料能够在潮湿环境下正常工作，不易受到湿度的影响。
三、水凝胶热电阻传感器的应用领域水凝胶热电阻传感器广泛应用于各个领域的温度测量和控制中，包括但不限于以下几个方面：1. 工业领域：用于炉温监测、电子设备温度控制等。
2. 医疗领域：用于体温测量、生物反应器温度控制等。
3. 农业领域：用于温室温度控制、土壤温度监测等。
4. 环境监测：用于空气温度监测、水温监测等。
四、水凝胶热电阻传感器的未来发展趋势随着科技的不断发展，水凝胶热电阻传感器在以下几个方面可能会有更大的发展空间：1. 小型化：随着微电子技术的进步，水凝胶热电阻传感器有望实现更小型化，以适应更多场景的需求。
2. 高精度：传感器的精度是不断提高的趋势，水凝胶热电阻传感器也不例外，未来有望实现更高的精度。
3. 多功能化：水凝胶热电阻传感器可能会集成更多功能，如湿度测量、压力测量等，以满足多种需求。
4. 无线传输：随着物联网技术的普及，水凝胶热电阻传感器有望实现无线传输，提高数据采集和监测的便利性。
水凝胶热电阻传感器作为一种温度传感器，具有高灵敏度、快响应速度、稳定性好等特点，广泛应用于各个领域。
热电阻传感器的工作原理
热电阻传感器的工作原理
热电阻传感器是一种温度测量传感器，它基于材料的温度变化对电阻值的影响进行温度检测。
其工作原理可以概括为：
1. 基本原理：热电阻传感器利用材料电阻随温度变化的特性，通过测量电阻值来推断温度的变化。
2. 物理机制：热电阻传感器通常是由金属或半导体材料制成的，这些材料具有随温度变化而改变的电阻特性。
当材料受到温度变化时，材料的电阻值也会发生对应的变化。
3. 温度-电阻特性：不同材料对温度的响应不同，但通常情况下，材料的电阻值会随着温度的升高而增加，或者随着温度的降低而减小。
这种温度-电阻的关系可以通过特定的公式或者
查找表来表示。
4. 电路连接：热电阻传感器通常被连接到一个测量电路中，这个电路通过读取传感器的电阻值来推断温度的变化。
电路会提供所需的电流或电压供给到传感器上，并测量传感器两端的电压或电流值，进而推算出传感器的电阻值。
5. 温度测量：通过将传感器的电阻值与已知的温度-电阻关系
进行比较，可以推算出当前的温度。
这可以利用已知的校准数据或者热电阻传感器的特性曲线来实现。
总结起来，热电阻传感器通过测量材料电阻值与温度的关系，利用已知的电阻-温度特性来推算出环境温度。
热电阻传感器
U o2 U o1 100 % 949 875 100 % 8.46%
U o1
875
由此可见，两线制接法引线电阻引起的误差是相当大 的。使用时必须引起足够重视。
4.6.3 热电阻应用实例
热电阻传感器主要用于测量温度以及与温度 有关的物理量，例如，压力（真空度）、流量、 气体和液体的成分分析等。此外，可作温度补偿、 过负荷保护、火灾报警以及温度控制等。其应用 是十分广泛的。但是，热电阻的特性是非线性的， 利用热电阻测温时，必须进行线性化，线性化方 法很多，详见第6章。这里介绍两种简易的线性化 方法。
➢ 测量中、低温度，一般使用热电阻温度测量仪表较为合适。
热电阻传感器的分类
• 热电阻传感器按其制造材料来分，可分为金属热电阻及半 导体热电阻两大类；
• 按其结构来分，有普通型热电阻、铠装热电阻及薄膜热电 阻；
• 按其用途来分，有工业用热电阻、精密的和标准的热电阻。 热电阻传感器主要用于对温度和温度有关的参量（如压力、 流速）进行测量。
• 热电阻将温度的变化转换成电阻的变化量，常用平衡电桥 或不平衡作为其测量电路。为了减小热电阻的引线电阻和 引线电阻随温度的变化而变化引起的测量误差，工业测量 用热电阻用三线制接入桥路，见图4-87a。
• 为了减小热电阻的引线电阻及引电阻随减度变化而变化和 由于接触电阻及接触电势引起的测量误差，在实验室精密 测量时，热电阻用四线制接入测量电路，见图4-87b。
利用桥路线性化的数字测温仪
图4-89 线性化桥路
图 4-90 具有线性化桥路的数字测温仪
利用运放进行非线性校正的数字测温和控制仪
图4-91 非线性校正电路及其特性 a）非线性校正电路 b）输出电压与的关系
热电阻传感器
热电阻传感器热电阻传感器是一种常见的温度测量设备，它利用热电效应来测量环境中的温度变化。
它由热敏材料制成，通常是铂电阻或铜电阻。
热电阻传感器具有精度高、稳定性好、抗干扰能力强等优点，因此被广泛应用于各行各业。
热电阻传感器的工作原理基于温度对电阻值的影响。
当热电阻传感器与被测物体接触后，传感器内的电阻会随着温度的变化而发生相应的变化。
根据电阻值的变化，我们可以计算出被测物体的温度。
热电阻传感器的精确度取决于材料的特性以及制造工艺。
常见的热电阻材料有铂电阻和铜电阻。
铂电阻的优势在于其线性范围广，精度高，稳定性好，适用于高精度温度测量。
而铜电阻的优势在于价格便宜，但其线性范围较窄。
除了材料的选择，热电阻传感器的结构也对其性能产生影响。
一般来说，热电阻传感器采用薄膜结构，将热敏电阻材料薄膜镀在玻璃基片或陶瓷基片上。
这种结构使得热电阻传感器对温度的响应更加敏感。
为了提高测量精度和稳定性，热电阻传感器通常需要进行温度校准。
校准的方法可以是在已知温度下对传感器进行标定，或者通过与其他已知准确度的温度传感器进行比较来进行校准。
校准后的热电阻传感器可以提供更精确的温度测量结果。
热电阻传感器广泛应用于工业控制、医疗设备、家用电器等领域。
在工业控制中，热电阻传感器可以用于测量流体、气体、固体的温度，以实现对生产过程的控制和监测。
在医疗设备方面，热电阻传感器被应用于体温测量，使得医疗人员能够及时监测病人的体温变化。
在家用电器方面，热电阻传感器用于测量热水器、空调等设备的温度，确保设备的正常运行。
与其他类型的温度传感器相比，热电阻传感器具有更高的精确度和稳定性。
然而，它也有一些局限性。
例如，热电阻传感器对环境温度的变化较为敏感，因此在应用时需要考虑到环境温度的影响。
此外，热电阻传感器的响应速度较慢，不适合对温度变化频率较高的场景使用。
总的来说，热电阻传感器是一种常见且可靠的温度测量设备，具有广泛的应用领域。
它的精确度和稳定性使得它成为许多行业的理想选择。
热电阻温度传感器原理、测温范围和测量电路
热电阻温度传感器原理、测温范围和测量电
路
原理：金属导体或半导体电阻值与温度呈肯定函数关系。
工业上常用的热电阻为铂电阻和铜电阻。
一般用于中低温度的测量。
（1）铂电阻：测温范围-200~850° Ｃ
优点：精度高、性能牢靠、抗氧化性好、物理化学性能稳定。
它除作为一般工业测量元件外，还可作为标准器件。
缺点：电阻温度系数小，电阻与温度呈非线性，高温下不宜在还原介质中使用。
分度号为Pt100，意为0℃时的电阻为R0=100Ω。
（2）铜电阻：测温范围-50~150
优点：电阻值与温度之间基本为线性关系，电阻温度系数大，且材料易提纯，价格廉价。
缺点：电阻率低，易氧化。
分度号为Cu100 ，意为0℃时的电阻为R0=100Ω。
（3）测量电路
热电阻温度计主要由热电阻传感器、电阻测量桥路、显示仪表及连接导线所组成。
为了消退导线电阻对温度测量的影响，一般为三线制接法。
三线制热电阻测量电路如上图所示，其中左边Rt为热电阻，R1、R2、R3为电阻桥臂，Rr为导线电阻，G是电位计。
当电
位计G指针位于中间时，电桥平衡，此时可得：(Rt+Rr)R2=(R1+Rr)R3于是得到热电阻：
若使R2=R3，Rt=R1，说明此种接法导线电阻Rr对热电阻的测量无影响。
热电阻式传感器
热电阻式传感器
热电阻式传感器是一种常用的温度传感器，它使用了热电效应来测量物体的温度变化。
热电阻式传感器具有精度高、响应快、可靠性好、适用范围广等优点，在工业生产、医疗
器械、军事等领域得到了广泛应用。
热电阻式传感器的工作原理是利用热电阻特性，即电阻值随温度的变化而变化，将温
度转换为电阻变化的信号。
由于热电阻的材料不同，其电阻随温度变化的特性也不同，常
见的热电阻材料有铜、铁、镍、铂等。
其中铂热电阻的精度最高，是现代常用的热电阻材
料之一。
热电阻式传感器的结构简单，一般由一个薄片形式的热敏电阻和引线构成。
热敏电阻
的电阻值与温度成正比，引线将电阻值的变化转换为电信号输出。
为了确保精度和稳定性，热电阻式传感器通常采用四线制、三线制或二线制电路连接方式。
其中四线制电路连接方
式最精确，被广泛应用于精度要求较高的场合。
热电阻式传感器的优点在于其精度高、响应快且适用范围广。
相比于其他类型的温度
传感器，热电阻式传感器的精确度更高，可达到0.01℃的级别。
同时，热电阻式传感器响应速度快，可以在几毫秒内输出温度变化的信号。
此外，热电阻式传感器可适用于工作温
度范围广，通常可以测量负50 ℃至500 ℃ 的温度范围。
需要注意的是，热电阻式传感器的精度和灵敏度依赖于其结构和使用条件。
在实际应
用中，需根据具体使用条件选择合适的热电阻材料和连接方式，以保证传感器的准确度和
稳定性。
此外，热电阻式传感器也需要进行定期校准和维护，以保证其工作性能。
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ˊ R1 Rt
R4
R3
R2ˊ
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第四章 非电量的电测技术
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2、热电阻式流量计
R1
R2
Rw
Rt2
Rt1
热电阻流量计的电原理图。 两个铂电阻探头Rt1、Rt2， Rt1放在管道中央，它的散 热情况受介质流速的影响。 Rt2放在温度与流体相同， 但不受介质流速影响的小 室中。当介质处于静止状 态时，电桥处于平衡状态， 流量计没有指示。当介质 流动时，由于介质流动带 走热量，温度的变化引起 阻值变化，电桥失去平衡 而有输出，电流计指示直 接反映了流量的大小。
218 .2 5 100 5 ( ) 10 V 875 mV 1000 218 .2 5 1000 100 5
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第四章 非电量的电测技术
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按图4-88二线制接法，输出电压为：
U o2 Rt 2r R3 ( )U R2 Rt 2r R1 R3
解：t=300℃时，热电阻的阻值为：
Rt R0 (1 at) 100(1 0.00394 300) Ω 218.2 Ω
按图4-87a三线制接法，引线电阻不会 引起误差，（RP=0）其输出电压为： Rt r R3 r U o1 ( )U R2 Rt r R1 R3 r
A、B、C——常数 铂电阻制成的温度计，除作温度标准外，还广泛应用于高精 度的工业测量。由于铂为贵金属，一般在测量精度要求不高和 测温范围较小时，均采用铜电阻。
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铂电阻的纯度
铂电阻的纯度以R100/R0表示，R100表示在标准大气压下水 沸点时的铂的电阻值。 国际温标规定，作为基准器的铂电阻，其R100/R0不得小 于1.3925。 用途：钢铁、地质、石油、化工等生产工艺流程 , 各种 食品加工、空调设备及冷冻库、恒温槽等的温度检测与 控制中。
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3、利用运放进行非线性校正的数字测温和控制仪
U IN 0.3V , U 0 (1
Rt )U IN R1
Rt为P t100 ，t＝－50C，查表，Rt 80.31
图4-91 非线性校正电路及其特性 80.31 U ( 1 ) 0.3V 1.03V 0 a）非线性校正电路 33
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下面是关于热电阻的结构、类型的简单了解
热电阻的结构比较简单，一般将电阻丝统在云母、 石英、陶瓷、塑料等绝缘骨架上，经过固定，外面再 加上保护套管。但骨架性能的好坏，影响其测量精度、 体积大小和使用寿命。
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普通（装配式）铂电阻
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2、铜电阻
铜在-50～150℃范围内铜电阻化学、物理性能稳定，
铜电阻阻值与温度变化之间的关系：
式中 A、B、C—常量 当温度高于100℃时易被氧化，因此适用于温度较
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第四章 非电量的电测技术
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。
1、铂电阻
铂易于提纯，在高温和氧化性介质中物理化学性质稳 定，电阻率较大，能耐较高的温度；制成的铂电阻输出－ 输入特性接近线性。铂电阻的电阻值与温度之间的关系：
2 3 - 200 ~ 0 C R t R 0 [1 At Bt C(t - 100)t ] 0 ~ 650 C R t R 0 (1 At Bt 2 )
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例4-13在较窄温域内铂电阻与温度关系可视为线性 Rt R0 (1 at) Pt100的R0=100Ω ，α =0.00394Ω /℃。图4-88是铂电阻二线制接 入桥路，已知R1=R2=1000Ω ，R3=100Ω ，引线电阻r=5Ω ，被测 温度t=300℃。求二线制接法引起的测量误差。
我国工业用铂电阻分度号为BA1、BA2，其R100/R0=1.391。
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热电阻分度表
如何根据已知热电阻的电阻值，得出热电阻感应到的温度? 分度表查询（由于热电阻的非线性） P356（Pt100） Rt＝315.20Ω，对应的温度是？（Pt100）T＝605℃ 目前，我国常用的工业铂电阻有： 分度号Pt46，R0＝46.00Ω； 分度号Pt100，R0＝100.00Ω； 标准铂电阻或实验室用铂电阻的 为10.00Ω或30.00Ω。 由于铂电阻具有精度高、稳定性好、性能可靠和复现性好 等特点，国际温标规定，从-259.34~630.74℃温域内以铂 电阻温度计作为基准器制定其它温度标准。
由此可见，两线制接法引线电阻引起的误差是相当大 的。使用时必须引起足够重视。
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三、热电阻的应用 1、 热电阻温度计 通常工业上用于测温是采用铂电阻和铜电阻作为 敏感元件，测量电路用得较多的是电桥电路。为了克 服环境温度的影响常采用图所示的三导线四分之一电 桥电路。由于采用这种电路，热电阻的两根引线的电 阻值被分配在两个相邻的桥臂中，如果，则由于环境 温度变化引起的引线电阻值变化造成的误差被相互抵 消。
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图4-92 利用运放进行非线性校正的数字测温/控制仪
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思考题
热电阻式流量计
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218 .2 10 100 ( ) 10 V 949 mV 1000 218 .2 10 1000 100
因此引起的相对误差为：
图4-88 热电阻两线制接入桥路
U o 2 U o1 949 875 100% 100% 8.46% U o1 875
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P358（Cu50） Rt＝71.40Ω，对应温度是？（Cu50） T＝100℃
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3、其他热电阻
①
②
③
④
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） 铟（yin）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。 锰电阻适宜在-271～-210℃温度范围内使用，灵敏 度高，但是质脆易损坏。 碳电阻适宜在-273～-268.5℃温度范围内使用，热 容量小，灵敏度高，价格低廉，操作简便，但是热 稳定性较差。
4.6
热电阻传感器
热电式传感器是利用转换元件电磁参量随温度变化 的特性，对温度和与温度有关的参量进行检测的装置。 将温度变化转换为电阻变化的称为热电阻传感器； 将温度变化转换为热电势变化的称为热电偶传感器。
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。
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热电阻分类
按材料分，热电阻传感器可分为金属热电阻式和半导 体热电阻式两大类，前者简称热电阻，后者简称热敏 电阻。
按结构分，普通型热电阻、锴装热电阻、薄膜热电阻
按用途分，工业用热电阻、精密标准电阻
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第四章 非电量的电测技术
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一、金属热电阻及其特性
t＝0C，查表，Rt 100 U 0 (1 100 ) 0.3V 1.21 V 33 t＝100C，查表，Rt 138.50 138.50 ) 0.3V 1.56V ... 33
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U 0 (1
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输出电压与温度t的关系曲线
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当温度变化时，引线的长度 和电阻温度系数相同，它们 的电阻变化就不会影响电桥 的状态，即不会产生温度误 差。 三线连接法的缺点之一是可 调电阻的接触电阻和电桥臂 的电阻相连，可能导致电桥 的零点不稳。在实验室精密 测量时，采用四线连接法。
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感温元件结构
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铠装式铂电阻
铠装式铂电阻比装配式铂电阻直径小， 易弯曲，抗震性好，适宜安装在装配 式铂电阻无法安装的场合。 铠装式铂电阻外保护套管采用不锈钢， 内充满高密度氧化物绝缘体，因此， 它具有很强的抗污染性能和优良的机 械强度，适合安装在环境恶劣的场合。 可直接用铜导线和二次仪表相连接使 用。由于它具有良好的电输出特性， 可为显示仪、记录仪、调节器、扫描 器、数据记录仪以及计算机提供准确 的温度变化信号。
第四章 非电量的电测技术
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2、四线连接法
图所示为四线连接法， 调零的RP电位器的接 触电阻和指示电表串联， RN、Rt测量中都有接 触电势。 引线2和3在测量时没有 电流，引线电阻无影响 RN标准电阻 Rt热电阻 测量时，开关S2分别 切换到RN、Rt上压降。