电阻式传感器是利用导体或半导体的电阻值随温度变化而.

D
当温度上升，Rt＝Rtmin＋ΔRt ，桥路失去平衡，有
Rt 2 Rl R0 R2 U E E Rt 2 Rl R4 R0 R2 R3 Rt min Rt 2 R1 R0 R2 E E Rt min Rt 2 R1 R4 R0 R2 R3
RP
220V～
VT1 VT2 RT
VD VT3 C
220V～ VT4
加热丝
热敏电阻温度控制
电热水器电路
本章小结
• 1、热电偶基于热电效应原理而工作。 • 要认真理解中间温度定律和中间导体定 律。 • 热电偶有四种冷端温度补偿法，分别为： 补偿导线；冷端温度校正法；冰浴法和 补偿电桥法。 • 热电偶的测温范围为-270～+1800℃，是 广泛应用的温度测量系统。
第二节 电阻式温度传感器
电阻式传感器是利用导体或半导体的电阻值随温度变 化而变化的原理进行测温的。
电阻式传感器分为热电阻传感器和半导体热电阻传感
器两类。前者称为热电阻，后者称为热敏电阻。 热电阻广泛用来测量－200～960℃范围内的温度，少 数情况下，低温可测量至1K，高温达1000℃。标准铂电阻 温度计的精确度高，作为复现国际温标的标准仪器。
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
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。 缺点：电阻率较低，电阻体的体积较大， 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侵 蚀性的介质中。
（二） 常用热电阻及结构
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和电阻率 • • •
R-t关系最好成线性
物理化学性能稳定 复现性好等。 目前最常用的热电阻有铂热电阻和铜热电阻。
常用热电阻结构
安装固定件 电阻体 不锈钢套管 接线盒
瓷绝缘套管 芯柱 (a ) 引线口
电阻丝 (b )
热敏电阻的电阻－温度特性曲线
10 电阻RT/Ω 8
B＝
6
10 00 K
4
K 00 40 K B＝ 5000 B＝
K K 00 20 000 B＝ ＝3 B
2
0
40
80
120 温度T/0C
160
200
NTC型热敏电阻的电阻－温度特性
（二）热敏电阻的应用

1、热敏电阻测温 2、热敏电阻用于温度补偿 3、热敏电阻用于温度控制
Rt=R0（1+αt）
α=4.28×10-3/℃
两种分度号：Cu50(R0=50Ω)和Cu100（R0=100Ω）。
铜热电阻的分度表 分度号：Cu50
R0 50
温度 /℃
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
电阻/Ω
－0
50.00
47.85
45.70
43.55
41.40
39.24
0
50.00
一、热电阻
（一）热电阻测温原理
• 热电阻主要是利用电阻随温度升高而增
大的特性来测量温度的。 • 热电阻的阻值与温度的关系为： Rt=R0［1+At+Bt2+Ct3+Dt4)］ 式中： R0－热电阻在0℃时的电阻值 A、B、C、D－温度系数。
C
热电阻测温原理
R1
R4
a R0 B
• 采用电桥测量 Rt Rt的变化，并转 A 化为电压输出。 其原理如右图所 示。
保护膜
引线端
电阻丝采用双线并绕法绕制在具有一定形状的云母、石
英或陶瓷塑料支架上，支架起支撑和绝缘作用。
1、 铂热电阻
铂热电阻的特点是精度高、稳定性好、性能可靠，所以 在温度传感器中得到了广泛应用。 按IEC标准，铂热电阻的使用温度范围为-200～850℃。 铂热电阻的特性方程为： 在-200～0℃的温度范围内 Rt=R0［1+At+Bt2+Ct3(t-100)］
它们的分度号分别为Pt10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，
• 2、电阻式传感器分为金属热电阻传感器 和半导体电阻传感器两类；前者称为热电 阻，后者称为热敏电阻。 • 电阻式传感器测量范围为-200～+960℃。 • （1）热电阻变化经不平衡电桥转换为不 平衡电压输出。为克服连线电阻阻值随环 境温度的变化而产生温度附加误差，工业 上采用三线制。 • （2）热敏电阻是半导体测温元件。按温 度系数分为负温度系数热敏电阻（NTC） 和正负温度系数热敏电阻（PTC）两大类。
在0～850℃的温度范围内 Rt = R0(1+At+Bt2) 在ITS—90 A=3.9083×10-13/℃
B=-5.775×10-7/℃2
C=-4.183×10-12/℃4
可见：热电阻在温度t时的电阻值与0℃时的电阻值R0有关。
目前我国规定工业用铂热电阻有R0=10Ω和R0=100Ω两种，
c R1 b R2
E
ΔU
R3
• 当温度处于测量下限时， Rt＝Rtmin，调节R3使满 足R3×(Rtmin+2Rl+R0)＝R2×R4，达到电桥平衡， ΔU＝0，即 Rt min 2 Rl R0 R2 U E E 0 Rt min 2 Rl R4 R0 R2 R3
C
则输出ΔU≠0 当ΔRt <<Rtmin +2R1+ R4 时，ΔU与ΔRt之间呈现 较好的正比关系。
R1 Rt A R1
a c b
R0
R4
B
R2
D
ΔU
R3
在实际应用中热电阻引入桥路的连接导线的阻值 Rl会随环境温度的变化而变化，有2ΔRl 的变化与热电 阻阻值变化相叠加，此时
Rt min Rt 2 Rl 2Rl R0 R2 U E E Rt min Rt 2 Rl 2Rl R4 R0 R2 R3
为消除热电阻的引线 电阻因温度产生误差， 工业上采用三线制桥路 联结，即相临两桥臂增 加同一阻值的电阻，对 电桥的平衡无影响。
C R1 Rt A R1 R0 R4
a c
ΔB U
R3 D
b
R2
三线制桥路联结
简化使 R3 R4 R0 R Rt R3 R4 R0 R R2 R1 r R3 R4 R0 R r
二、 热敏电阻

热敏电阻是利用半导体的电阻值随温度显 著变化这一特性制成的一种热敏元件，其 特点是电阻率随温度而显著变化。
RT
其符号为：
（一） 热敏电阻的电阻－温度特性




大多数：负温度系数。热敏电阻在不同值时的电阻－温 度特性，温度越高，阻值越小，且有明显的非线性。 NTC热敏电阻具有很高的负电阻温度系数，特别适用于： －100～＋300℃之间测温。NTC以MF为其型号。 PTC热敏电阻的阻值随温度升高而增大，且有斜率最大 的区域，当温度超过某一数值时，其电阻值朝正的方向 快速变化。其用途主要是彩电消磁、各种电器设备的过 热保护等。 PTC以MZ为其型号。 CTR也具有负温度系数，但在某个温度范围内电阻值急 剧下降，曲线斜率在此区段特别陡，灵敏度极高。主要 用作温度开关。 各种热敏电阻的阻值在常温下很大，不必采用三线制或 四线制接法，给使用带来方便。
即：
设计使 R Rt R R2 R r
Rt r R2 r U E R Rt r R R2 r ( Rt R2 ) R E ( R Rt r )(R R2 r ) Rt R2 E R
可见连接导线