热电阻式传感器58797

CTR
V、Ti氧化物系、Ag2S、 （AgCu）、（ZnCdHg） BaTiO3单晶
V、P、（Ba·Sr）氧化物 Ag2S–CuS
NTC热敏电阻
PTC热敏电阻 用途：彩电消磁，各种电器设备的过热保护，发热源的 定温控制，限流元件。
CTR热敏电阻 用途：温度开关。
NTC热敏电阻 应用：点温、表面温度、温差、温场等测量动控制及
电子线路的热补偿线路
热敏电阻材料的分类（1）
大分类
小分类
代表例子
NTC
单晶 多晶
玻璃
金刚石、Ge、Si
迁移金属氧化物复合烧 结体 、无缺陷形金属氧 化烧结体多结晶单体 、 固溶体形多结晶氧化物 SiC系
Ge 、Fe、 V等氧化物 硫硒碲化合物 玻璃
有机物
芳香族化合物 聚酰亚釉
液体
电解质溶液 熔融硫硒碲化合物
金刚石热敏电阻
Mn、Co、Ni、Cu、Al氧化 物烧结体、ZrY氧化物烧结 体、还原性TiO3、Ge、Si Ba、Co、Ni氧化物 溅射SiC薄膜
V、P、Ba氧化物、Fe、Ba、 Cu氧化物、Ge、Na、K氧 化 物 、 （ As2Se3 ） 0.8 、 （Sb2SeI）0.2
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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。
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汽车用水温传感器及水温表 铜热电阻
2. 热电阻的结构
普 通 工 业 用 热 电 阻 式 温 度 传 感 器
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表 热电阻的主要技术性能
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℃。
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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。
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各种铂热电阻
附录 铂热电阻分度表
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。
表面活性添加剂
水玻璃 As、Se、Ge系
热敏电阻材料的分类（2）
大分类
小分类
代表例子
BaTiO3系 无机物 Zn、Ti、Ni氧化物系
Si系、硫硒碲化合物
PTC
有机物
石墨系 有机物
（ Ba 、 Sr 、 Pb ） TiO3 烧 结 体
石墨、塑料 石腊、聚乙烯、石墨
液体 三乙烯醇混合物
三乙烯醇、水、NaCl
101
100 铂铂丝丝 0 40 60 120 160 温度T/ºC
热敏电阻的电阻--温度特性曲线 1-NTC；2-CTR； 3-4 PTC
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6.2.2 半导体热敏电阻
热敏电阻有负温度系数（NTC）和正温度系数（PTC）之分。 NTC又可分为两大类： 1.用于测量温度，它的电阻值与温度之间呈严格负指数关系； 2.突变型（CTR）。温度上升到某临界点时，电阻值突然下 降。
目前由纯金属制造的热电阻的主要材料是铂、铜和 镍，它们已得到广泛的应用。
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
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铜热电阻结构示意图
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铂热电阻结构示意图
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6.2.2 半导体热敏电阻
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：
(1) 热敏电阻的温度系数比金属大（4～9倍） (2) 电阻率大，体积小，热惯性小，适于测量点温、 表面温度及快速变化的温度。 (3) 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。
铂电阻的精度与铂的提纯程度有关
百度电阻比 W (100 ) R100
R0
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。
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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：
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 ]
国内统一设计的工业用标准铂电阻，W（100）≥1.391， R0分为50Ω和100Ω两种，分度号分别为Pt50和Pt100， 其分度表（给出阻值和温度的关系）
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
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热电阻温度计
利用导体和半导体的电阻随温度变化的原理测温。 热电阻传感器分为金属热电阻和半导体热敏电阻两 大类。大多数金属在温度升高1C 时电阻将增加 0.4％～0.6％。但半导体电阻一般随温度升高而减 小，其灵敏度比金属高，每升高1C ，电阻约减小 2％～6％。热电阻广泛用来测量-200~+8500C范围 内的温度，少数情况下，低温可测量至1K,高温达 10000C。
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热敏电阻分类：
热敏电阻特点： 1.温度系数远大于金属热电阻，RT/Ω
106 105
灵敏度高。
104
2.同温度时阻值远大于金属热
2 2
4
3 3
电阻。连接导线电阻影响小，
103
1
4
适于远距离传输。
102 1
3.非线性严重，测温范围远小 于金属热电阻。
正温度系数(PTC) 负温度系数(NTC) 临界温度系数(CTR)