傳感器原理及應用第7章2

基本要求：了解溫度傳感器的作用、地位、分類和發(fā)展趨勢；掌握熱電偶工作原理與基本定律；掌握熱敏電阻的特點及應用；了解其他溫度傳感器工作原理。目前一頁\總數一百二十九頁\編于十八點第一節(jié)概論

目前二頁\總數一百二十九頁\編于十八點溫度是反映物體冷熱狀態(tài)的物理參數。溫度傳感器是實現(xiàn)溫度檢測和控制的重要器件。在種類繁多的傳感器中，溫度傳感器是應用最廣泛、發(fā)展最快的傳感器之一。目前三頁\總數一百二十九頁\編于十八點一、溫度的基本概念熱平衡：是描述熱平衡系統(tǒng)冷熱程度的物理量。分子物理學：反映了物體內部分子無規(guī)則運動的劇烈程度。溫標：表示溫度大小的標尺。熱力學溫標國際實用溫標攝氏溫標華氏溫標目前四頁\總數一百二十九頁\編于十八點以熱力學第二定律為基礎，建立僅與熱量有關，而與物質無關的溫標。開爾文總結出的，故又稱開爾文溫標，用符號K表示，是國際基本單位之一。1．熱力學溫標Q1——熱源給予熱機的傳熱量

Q2——熱機傳給冷源的傳熱量根據熱力學中卡諾定理，如果在溫度T1的熱源與溫度為T2的冷源之間實現(xiàn)了卡諾循環(huán)，則存在下列關系目前五頁\總數一百二十九頁\編于十八點如果在式中再規(guī)定一個條件，就可以通過卡諾循環(huán)中的傳熱量來完全地確定溫標。1954年，國際計量會議選定水的三相點為273.16K，并以它的1/273.16定為一度，這樣熱力學溫標就完全確定了，即T=273.16(Q1/Q2)。目前六頁\總數一百二十九頁\編于十八點為解決溫度標準的實用問題，國際上協(xié)商決定，建立一種既能體現(xiàn)熱力學溫度（即能保證一定的準確度），又使用方便、容易實現(xiàn)的溫標，即國際實用溫標-InternationalPracticalTemperatureScaleof1968（簡稱IPTS-68），又稱國際溫標。2．國際實用溫標目前七頁\總數一百二十九頁\編于十八點注意：攝氏溫度分度值與開氏溫度分度值相同，即溫度間隔1K=1℃。T0是在標準大氣壓下冰的融化溫度，T0=273.15K。水的三相點溫度比冰點高出0.01K。國際實用溫標規(guī)定熱力學溫度是基本溫度，用T表示，其單位是開爾文，符號為K。1K定義為水三相點熱力學溫度的1/273.16。水的三相點是指純水在固態(tài)、液態(tài)及氣態(tài)三項平衡時的溫度，熱力學溫標規(guī)定三相點溫度為273.16K，這是建立溫標的惟一基準點。目前八頁\總數一百二十九頁\編于十八點氫氧三相點沸點54.36190.188-218.798-182.962水三相點沸點273.16373.150.01100.0鋅凝固點692.73419.58銀凝固點1235.08961.93金凝固點1337.581064.43物質三相點平衡狀態(tài)溫度T68/KT68/℃13.8120.8-259.31-252.87沸點國際實用溫標（IPTS-68）的固定點目前九頁\總數一百二十九頁\編于十八點四個溫度段規(guī)定使用的標準測溫儀器①低溫鉑電阻溫度計（13.81K~273.15K）②鉑電阻溫度計（273.15K~903.89K）③鉑銠-鉑熱電偶溫度計（903.89K~1337.58K）④光測溫度計（1337.58K以上）目前十頁\總數一百二十九頁\編于十八點3．攝氏溫標攝氏溫標是在標準大氣壓(即101325Pa)下將水的冰點與沸點間劃分一百等份，每一等份為一攝氏度(℃)，用小寫字母t表示。與熱力學溫標單位開爾文并用。是工程上最通用的溫度標尺，與國際實用溫標溫度之間的關系如下：國際實用開爾文溫度與國際實用攝氏溫度分別用符號T68和t68來區(qū)別（一般簡寫為T與t）。目前十一頁\總數一百二十九頁\編于十八點規(guī)定在標準大氣壓下冰的融點為32華氏度，水的沸點為212華氏度，中間等分為180份，每一等份稱為一華氏度，符號用℉。目前已用得較少，它和攝氏溫度的關系如下：4．華氏溫標m=1.8n+32℉n=5/9(m-32)℃目前十二頁\總數一百二十九頁\編于十八點二、溫度傳感器的特點與分類隨物體的熱膨脹引起的體積變化；蒸氣壓的溫度變化；電極的溫度變化熱電偶產生的電動勢；光電效應熱電效應介電常數、導磁率的溫度變化；物質的變色、融解；熱放射；熱噪聲。1溫度傳感器的物理原理目前十三頁\總數一百二十九頁\編于十八點容易檢測和處理，輸出隨溫度呈線性變化；不易受其它物理量的干擾；隨時間變化??；重復性好，沒有滯后和老化；靈敏度高；堅固耐用，體積小，對被測對象的影響??；機械性能好，耐化學腐蝕，耐熱性能好；能大批量生產，價格便宜；2.溫度傳感器應滿足的條件目前十四頁\總數一百二十九頁\編于十八點3.溫度傳感器的種類及特點接觸式溫度傳感器特點：傳感器直接與被測物體接觸進行溫度測量，由于被測物的熱量傳遞給傳感器，降低了被測物的溫度，在被測物熱容量較小時，測量精度較低。因此測得物體真實溫度的前提條件是被測物的熱容量要足夠大。目前十五頁\總數一百二十九頁\編于十八點常用熱電阻

范圍：-260～850℃；精度：0.001℃。改進后可連續(xù)工作2000h，失效率小于1％，使用期為10年。管纜熱電阻

測溫范圍為-20～500℃，最高上限為1000℃，精度為0.5級。陶瓷熱電阻測量范圍為-200～500℃，精度為0.3、0.15級。超低溫熱電阻兩種碳電阻，可分別測量-268.8～253℃，-272.9～272.99℃的溫度。熱敏電阻適于在高靈敏度的微小溫度測量場合使用。經濟性好、價格便宜。目前十六頁\總數一百二十九頁\編于十八點非接觸式溫度傳感器非接觸式溫度傳感器主要是利用被測物體熱輻射而發(fā)出紅外線，從而測量物體的溫度，可進行遙測。其制造成本較高，測量精度卻較低。優(yōu)點是不從被測物體上吸收熱量，不會干擾被測對象的溫度場，連續(xù)測量不會產生消耗，反應快等。目前十七頁\總數一百二十九頁\編于十八點輻射高溫計用來測量1000℃以上高溫。分四種：光學高溫計、比色高溫計、輻射高溫計和光電高溫計。光譜高溫計超聲波溫度傳感器特點是響應快(約為10ms左右)，方向性強。目前國外有可測到5000℉的產品。激光溫度傳感器適用于遠程和特殊環(huán)境下的溫度測量。如NBS公司用氦氖激光源的激光做光反射計可測很高的溫度，精度為1％。美國麻省理工學院研制的一種激光溫度計，最高溫度可達8000℃，專門用于核聚變研究。瑞士BrowaBorer研究中心用激光溫度傳感器可測幾千K的高溫。

目前十八頁\總數一百二十九頁\編于十八點物理現(xiàn)象

體積熱膨脹

電阻變化溫差電現(xiàn)象導磁率變化電容變化壓電效應超聲波傳播速度變化物質顏色P–N結電動勢晶體管特性變化可控硅動作特性變化熱、光輻射種類鉑測溫電阻、熱敏電阻熱電偶BaSrTiO3陶瓷石英晶體振動器超聲波溫度計示溫涂料、液晶半導體二極管晶體管半導體集成電路溫度傳感器可控硅輻射溫度傳感器、光學高溫計1.氣體溫度計2.玻璃制水銀溫度計3.玻璃制有機液體溫度計4.雙金屬溫度計5.液體壓力溫度計6.氣體壓力溫度計1．熱鐵氧體2．Fe-Ni-Cu合金目前十九頁\總數一百二十九頁\編于十八點熱電偶、測溫電阻器、熱敏電阻、感溫鐵氧體、石英晶體振動器、雙金屬溫度計、壓力式溫度計、玻璃制溫度計、輻射傳感器、晶體管、二極管、半導體集成電路傳感器、可控硅分類特征傳感器名稱超高溫用傳感器1500℃以上光學高溫計、輻射傳感器高溫用傳感器1000～1500℃光學高溫計、輻射傳感器、熱電偶中高溫用傳感器500～1000℃光學高溫計、輻射傳感器、熱電偶中溫用傳感器0～500℃低溫用傳感器-250～0℃極低溫用傳感器-270～-250℃BaSrTiO3陶瓷晶體管、熱敏電阻、壓力式玻璃溫度計見表下內容

測溫范圍溫度傳感器分類(1)目前二十頁\總數一百二十九頁\編于十八點分類特征傳感器名稱測溫范圍寬、輸出小測溫電阻器、晶體管、熱電偶半導體集成電路傳感器、可控硅、石英晶體振動器、壓力式溫度計、玻璃制溫度計線性型測溫范圍窄、輸出大熱敏電阻指數型函數開關型特性特定溫度、輸出大感溫鐵氧體、雙金屬溫度計

測溫特性溫度傳感器分類(2)目前二十一頁\總數一百二十九頁\編于十八點分類特征傳感器名稱測定精度±0.1～±0.5℃鉑測溫電阻、石英晶體振動器、玻璃制溫度計、氣體溫度計、光學高溫計溫度標準用測定精度±0.5～±5℃熱電偶、測溫電阻器、熱敏電阻、雙金屬溫度計、壓力式溫度計、玻璃制溫度計、輻射傳感器、晶體管、二極管、半導體集成電路傳感器、可控硅絕對值測定用管理溫度測定用相對值±1～±5℃

測定精度溫度傳感器分類(3)目前二十二頁\總數一百二十九頁\編于十八點

此外，還有微波測溫溫度傳感器、噪聲測溫溫度傳感器、溫度圖測溫溫度傳感器、熱流計、射流測溫計、核磁共振測溫計、穆斯保爾效應測溫計、約瑟夫遜效應測溫計、低溫超導轉換測溫計、光纖溫度傳感器等。這些溫度傳感器有的已獲得應用，有的尚在研制中。目前二十三頁\總數一百二十九頁\編于十八點

1．超高溫與超低溫傳感器，如+3000℃以上和-250℃以下的溫度傳感器。2．提高溫度傳感器的精度和可靠性。3．研制家用電器、汽車及農畜業(yè)所需要的價廉的溫度傳感器。4．發(fā)展新型產品，擴展和完善管纜熱電偶與熱敏電阻；發(fā)展薄膜熱電偶；研究節(jié)省鎳材和貴金屬以及厚膜鉑的熱電阻；研制系列晶體管測溫元件、快速高靈敏熱電偶以及各類非接觸式溫度傳感器。5．發(fā)展適應特殊測溫要求的溫度傳感器。

6．發(fā)展數字化、集成化和自動化的溫度傳感器。

四、溫度傳感器的主要發(fā)展方向目前二十四頁\總數一百二十九頁\編于十八點第二節(jié)熱電偶溫度傳感器目前二十五頁\總數一百二十九頁\編于十八點熱電偶的工作原理熱電偶基本定律常用熱電偶類型與結構冷端處理及補償熱電偶的選擇、安裝使用和校驗測溫線路主要內容：目前二十六頁\總數一百二十九頁\編于十八點

是目前溫度測量中使用最普遍的傳感元件之一。具有結構簡單，測量范圍寬、準確度高、熱慣性小，輸出信號為電信號，便于遠傳或信號轉換等優(yōu)點，能用來測量流體、固體以及固體壁面的溫度。微型熱電偶還可用于快速及動態(tài)溫度的測量。特點：目前二十七頁\總數一百二十九頁\編于十八點兩種不同的導體A和B組成如圖所示閉合回路，若兩連接處溫度不同(設T＞T0)，則在此閉合回路中就有電流產生，即回路中有電動勢存在，這種現(xiàn)象叫做熱電效應。1821年首先由西拜克(See·back)發(fā)現(xiàn)，所以又稱西拜克效應。一、熱電偶的工作原理回路中產生的電動勢，叫熱電勢，由溫差電勢和接觸電勢組成。T熱端冷端熱電偶原理圖ABT0目前二十八頁\總數一百二十九頁\編于十八點結論：當兩個結點溫度不相同時，回路中將產生電動勢。

熱電極A自由端（冷端）

熱電偶的工作原理

測量端（熱端）

熱電極B熱電勢AB目前二十九頁\總數一百二十九頁\編于十八點1.接觸電勢e——單位電荷，=1.6×10-19C；K——波爾茲曼常數，=1.38×10-23J/K

；nA、nB

——導體A、B在溫度為T時的電子密度。接觸電勢與溫度高低及導體中的電子密度有關。+ABTeAB(T)-接觸電勢原理圖目前三十頁\總數一百二十九頁\編于十八點AeA(T,To)ToTσA——湯姆遜系數，表示導體A兩端的溫度差為1℃時所產生的溫差電動勢，例如在0℃時，銅的σ=2μV/℃。2.溫差電勢溫差電勢原理圖目前三十一頁\總數一百二十九頁\編于十八點3.回路總電勢T0TeAB(T)eAB(T0)eA(T,T0)eB(T,T0)AB熱電偶回路總電勢圖目前三十二頁\總數一百二十九頁\編于十八點在導體中自由電子數很多，以致溫度不能顯著地改變它的自由電子濃度，所以，在同一種導體內，溫差電勢極小，可以忽略。因此，在一個熱電偶回路中起決定作用的，是兩個接點處的接觸電勢。故熱電勢只與組成熱電偶的材料及兩端溫度有關，與熱電偶的長度、粗細無關。目前三十三頁\總數一百二十九頁\編于十八點熱電偶分度表在冷端（參考端）溫度為0℃時,通過計量標定實驗建立起來的熱電勢與工作端溫度之間的數值對應關系表。

測得熱電勢，查分度表得溫度值。EAB(T,T0)=eAB(T)-eAB(T0)=f(T)-C=g(T)導體材料確定后，熱電勢的大小只與熱電偶兩端的溫度有關。如果使eAB(T0)=常數，則回路熱電勢就只與溫度T有關，而且是T的單值函數，這就是利用熱電偶測溫的原理。目前三十四頁\總數一百二十九頁\編于十八點②只有當熱電偶兩端溫度不同時，由不同材料組成的熱電偶才能有熱電勢產生。①只有用不同性質的導體(或半導體)才能組合成熱電偶；因為當兩種電極是同一材料時，ln(nA/nB)=0，即EAB(T，T0)=0。結論：目前三十五頁\總數一百二十九頁\編于十八點

由同種均質導體組成的閉合回路，無論其周圍是否存在溫度梯度，回路中也不會產生電流(即不產生電動勢)；反之，如果有電流流動，此材料則一定是非均質的。二、熱電偶基本定律1.均質導體定律目前三十六頁\總數一百二十九頁\編于十八點三種不同導體組成的熱電偶回路TABCTT2.中間導體定律

一個由幾種不同導體材料連接成的閉合回路，只要它們彼此連接的接點溫度相同，則此回路熱電勢的代數和為零。如圖，由A、B、C三種材料組成的閉合回路，則目前三十七頁\總數一百二十九頁\編于十八點C例T2T1AaBCEABaAT0ABEABT1T2T0(a)(b)T0T0第三種材料接入熱電偶回路將第三種材料C接入由A、B組成的熱電偶回路，圖a中的A、C接點與C、A的接點溫度都為T0，回路總電勢不變。同理，圖b中C、A接點與C、B的接點同處于溫度T0之中，此回路的電勢也為：目前三十八頁\總數一百二十九頁\編于十八點T1ET0T0TET0T1T電位計接入熱電偶回路可見，在熱電偶回路中接入電位計E，只要保證電位計與熱電偶連接處的接點溫度相等，就不會影響回路中的熱電勢，接入的方式見下圖所示目前三十九頁\總數一百二十九頁\編于十八點

EAB（T,T0）=EAC（T,T0）+ECB（T,T0）T0TEBA(T,T0)BAT0TEAC(T,T0)ACT0TECB(T,T0)CB

如果任意兩種導體材料的熱電勢是已知的，它們的冷端和熱端的溫度又分別相等，如圖所示，它們相互間熱電勢的關系為：3.標準電極定律

目前四十頁\總數一百二十九頁\編于十八點4.連接導體定律與中間溫度定律

在熱電偶回路中，若導體A、B分別與連接導線A′、B′相接，接點溫度分別為T、Tn、T0時，則回路總電勢為：BB′A′

Tn

TT0

AAB目前四十一頁\總數一百二十九頁\編于十八點

熱電偶補償導線接線圖ABTTnTnA’B’T0T0E①為冷端溫度不是零度時，如何查分度表的問題提供了依據只要T、T0不變，接入Aˊ、Bˊ后不管接點溫度Tn如何變化，都不影響總熱電勢。②為引入“補償導線”提供了依據目前四十二頁\總數一百二十九頁\編于十八點物理性能穩(wěn)定，熱電特性不隨時間改變；化學性能穩(wěn)定，以保證在不同介質中測量時不被腐蝕；熱電勢高，導電率高，且電阻溫度系數小；便于制造；復現(xiàn)性好，便于成批生產。三、常用熱電偶與結構熱電偶材料應滿足：目前四十三頁\總數一百二十九頁\編于十八點材料性能穩(wěn)定，測量準確度較高，可做成標準熱電偶或基準熱電偶。用途：實驗室或校驗其它熱電偶。測量溫度較高，一般用來測量1000℃以上高溫。在高溫還原性氣體中（如氣體中含CO、H2等）易被侵蝕，需要用保護套管。材料屬貴金屬，成本較高。熱電勢較小。（一）常用熱電偶

1．鉑銠-鉑熱電偶分度號S工業(yè)用熱電偶絲：Φ0.5mm，實驗室用可更細些。正極：鉑銠合金絲，90％鉑和10％銠冶煉成。負極：鉑絲。測量溫度：長期：1300℃、短期：1600℃。特點：目前四十四頁\總數一百二十九頁\編于十八點

2．鎳鉻-鎳硅(鎳鋁)熱電偶分度號K工業(yè)用熱電偶絲：Φ1.2~2.5mm，實驗室用可細些。正極：鎳鉻合金(用88.4～89.7％鎳，9～10％鉻，0.6％硅，0.3％錳，0.4～0.7％鈷冶煉而成)。負極：鎳硅合金(用95.7～97％鎳，2～3％硅，0.4～0.7％鈷冶煉而成)。測量溫度：長期1000℃，短期1300℃。特點：價格比較便宜，在工業(yè)上廣泛應用。高溫下抗氧化能力強，在還原性氣體和含有SO2，H2S等氣體中易被侵蝕。復現(xiàn)性好，熱電勢大，線性好，但精度不高。目前四十五頁\總數一百二十九頁\編于十八點3．鎳鉻-考銅熱電偶分度號為E工業(yè)用熱電偶絲:Ф1.2～2mm，實驗室用可更細些。正極：鎳鉻合金負極：考銅合金（用56％銅，44％鎳冶煉而成）。測量溫度：長期600℃，短期800℃。特點：價格比較便宜，工業(yè)上廣泛應用。在常用熱電偶中它產生的熱電勢最大。氣體硫化物對熱電偶有腐蝕作用，考銅易氧化變質，適于在還原性或中性介質中使用。目前四十六頁\總數一百二十九頁\編于十八點4．鉑銠30-鉑銠6熱電偶分度號為B正極：鉑銠合金（用70％鉑，30％銠冶煉而成）。負極：鉑銠合金（用94％鉑，6％銠冶煉而成）。測量溫度：長期可到1600℃，短期可達1800℃。特點：材料性能穩(wěn)定，測量精度高。還原性氣體中易被侵蝕。低溫熱電勢極小，冷端溫度在40℃以下可不補償。價格高。目前四十七頁\總數一百二十九頁\編于十八點6．銅-康銅熱電偶，分度號T

5．鐵-康銅熱電偶分度號TK

靈敏度高，約為53μV/℃，線性度好，價格便宜，可在800℃以下的還原介質中使用。主要缺點是鐵極易氧化，采用發(fā)藍處理后可提高抗銹蝕能力。

熱電偶的熱電勢略高于鎳鉻-鎳硅熱電偶，約為43μV/℃。復現(xiàn)性好，穩(wěn)定性好，精度高，價格便宜。缺點是銅易氧化，廣泛用于20K～473K的低溫實驗室測量中。

目前四十八頁\總數一百二十九頁\編于十八點（1）銥和銥合金熱電偶如銥50銠-銥10釕熱電偶，能在氧化氣體中測量2100℃的高溫。（2）鎢錸熱電偶是一種較好的高溫熱電偶，可使用在真空惰性氣體介質或氫氣介質中，但高溫抗氧化能力差。鎢錸-鎢錸20熱電偶使用溫度范圍300～2000℃，分度精度為1％。（3）金鐵-鎳鉻熱電偶

主要用在低溫測量，可在2～273K范圍內使用，靈敏度約為10μV／℃。（4）鈀-鉑銥15熱電偶是一種高靈敏度的熱電偶，在1398℃時的熱電勢為47.255mV，比鉑-鉑銠10熱電偶在同樣溫度下的熱電勢高出3倍，因而可配用靈敏度較低的指示儀表，常應用于航空工業(yè)。幾種持殊用途的熱電偶目前四十九頁\總數一百二十九頁\編于十八點（二）常用熱電偶的結構類型

1．工業(yè)用熱電偶典型工業(yè)用熱電偶結構示意圖。它由熱電偶絲4、絕緣套管3、保護套管2以及接線盒1等四部分組成。實驗室用時，也可不裝保護套管，以減小熱慣性。

工業(yè)熱電偶結構示意圖1－接線盒，2－保險套管，3―絕緣套管，4―熱電偶絲1234目前五十頁\總數一百二十九頁\編于十八點(a)(b)(c)(d)

1322．鎧裝式熱電偶（又稱套管式熱電偶）

優(yōu)點是小型化（直徑從12mm到0.25mm）、壽命長、熱慣性小，使用方便。測溫范圍在1100℃以下的有：鎳鉻-鎳硅、鎳鉻-考銅鎧裝式熱電偶。

斷面如圖示。它是由熱電偶絲、絕緣材料，金屬套管三者拉細組合而成一體。又由于它的熱端形狀不同，可分為四種型式。圖3.2-12鎧裝式熱電偶斷面結構示意圖1—

金屬套管;2—絕緣材料;3—熱電極(a)—碰底型;(b)—不碰底型;(c)—露頭型;(d)—帽型目前五十一頁\總數一百二十九頁\編于十八點鎧裝熱電偶具有能彎曲、耐高壓、熱響應時間快和堅固耐用等許多優(yōu)點，它和工業(yè)用裝配式熱電偶一樣，作為測量溫度的發(fā)送器，通常和顯示儀表、記錄儀表和電子調節(jié)器配套使用，它可以直接測量各種生產過程中從0℃～800℃范圍內的液體、蒸汽和氣體介質以及固體表面的溫度。

目前五十二頁\總數一百二十九頁\編于十八點3．快速反應薄膜熱電偶用真空蒸鍍等方法使兩種熱電極材料蒸鍍到絕緣板上而形成薄膜狀熱電偶。其熱接點極薄(0.01～0.lμm)4123快速反應薄膜熱電偶1—熱電極;2—熱接點;3—絕緣基板;4—引出線因此，特別適用于對壁面溫度的快速測量。安裝時，將它粘結在被測物體壁面上。目前我國試制的有鐵-鎳、鐵-康銅和銅-康銅三種，尺寸為60×6×0.2mm；絕緣基板用云母、陶瓷片、玻璃及酚醛塑料紙等，測溫范圍在300℃以下，反應時間僅為幾ms。目前五十三頁\總數一百二十九頁\編于十八點4．快速消耗微型熱電偶圖為一種測鋼水溫度的熱電偶，是用直徑為Φ0.05～0.1mm的鉑銠10-鉑銠30熱電偶裝在U型石英管中，再鑄以高溫絕緣水泥，外面再用保護鋼帽所組成。這種熱電偶使用一次就焚化，但它的優(yōu)點是熱慣性小，測量精度可達±5～7℃。1423567891110快速消耗微型1—鋼帽；2—石英；3—紙環(huán)；4—絕熱水泥；5—冷端；6—棉花；7—絕緣紙管；8—補償導線；9—套管；10—塑料插座；11—簧片與引出線目前五十四頁\總數一百二十九頁\編于十八點方法

冰點槽法計算修正法補正系數法零點遷移法冷端補償器法軟件處理法四、冷端處理及補償原因為保證熱電勢是被測溫度的單值函數，必須使冷端溫度保持恒定；熱電偶分度表是以冷端溫度0℃為依據的。目前五十五頁\總數一百二十九頁\編于十八點1.冰浴法mVABA’B’TCC’儀表銅導線試管補償導線熱電偶冰點槽冰水溶液T0把熱電偶冷端置于冰水混合物里，使t0=0℃。僅限于實驗室使用。為避免冰水導電引起短路，必須把連接點分別置于兩個玻璃試管里，浸入同一冰點槽，使相互絕緣。目前五十六頁\總數一百二十九頁\編于十八點2.計算修正法

注意:既不能只按1.999mV查表，認為t=49℃，也不能把49℃加上21℃，認為t=70℃。例、用銅-康銅熱電偶測某一溫度t，測得熱電動勢EAB(t，t0)=1.999mV，又t0=21℃，查此熱電偶分度表可知，EAB(21，0)=0.832mV，則再次查分度表，與2.831mV對應的熱端溫度t=68℃。目前五十七頁\總數一百二十九頁\編于十八點把冷端溫度t0乘上系數k，加到由EAB(t，t0)查分度表所得的溫度上，成為被測溫度t，即

k——為補正系數。3.補正系數法例、用鉑銠10-鉑熱電偶測溫，已知冷端溫度t0=35℃，熱電動勢為11.348mV。查S型熱電偶的分度表，得出與此對應的t′=1150℃。再從表中查出，對應于1150℃的補正系數k=0.53。于是，被測溫度

t=1150+0.53×35=1168.3（℃）這種辦法比計算修正法誤差可能大一點，但誤差不大于0.14％。目前五十八頁\總數一百二十九頁\編于十八點溫度t′/℃補正系數k鉑銠10-鉑(S)鎳鉻-鎳硅（K）1000.821.002000.721.003000.690.984000.660.985000.631.006000.620.967000.601.008000.591.009000.561.0010000.551.0711000.531.1112000.53—13000.52—14000.52—15000.53—16000.53—熱電偶補正系數

目前五十九頁\總數一百二十九頁\編于十八點例如用動圈儀表配合熱電偶測溫時，如果把儀表機械零點調到室溫t0的刻度上，在熱電動勢為零時，指針指示的溫度值并不是0℃而是t0。這種辦法簡便，只要冷端溫度總保持在t0不變，指示值就基本準確。4.零點遷移法應用領域：冷端不是0℃，但十分穩(wěn)定（如恒溫車間或有空調）的場所。實質：在測量結果中人為地加一個恒定值，因為冷端溫度穩(wěn)定不變，電動勢EAB(t0，0)是常數，利用指示儀表上調整零點的辦法而實現(xiàn)補償。目前六十頁\總數一百二十九頁\編于十八點注意：不同熱電偶所配的電橋補償器不一樣，且不能接反。EAB(t,t0)5.電橋補償法

橋臂RCu必須和熱電偶的冷端處于同一溫度之下。

mVt0t0tAB++-abUUabRCuR1R2R3R利用直流電橋的不平衡電壓補償熱電偶因冷端溫度變化而引起熱電勢的變化值。電橋由R1、R2、R3(錳銅絲繞制)、RCu(銅絲繞制)和供橋電源組成。設計時，在20℃使電橋平衡(R1=R2=R3=RCu)，此時Uab=0，對儀表讀數無影響。目前六十一頁\總數一百二十九頁\編于十八點6.軟件處理法

對于計算機系統(tǒng)，不必全靠硬件進行熱電偶冷端處理。例如冷端溫度恒定但不為0℃的情況，只需在采樣后加一個與冷端溫度對應的常數即可。對于t0經常波動的情況，可利用熱敏電阻或其它傳感器把t0信號輸入計算機，按照運算公式設計程序，便能自動修正。注意，采樣通道中除了熱電動勢之外還應該有冷端溫度信號，如果多個熱電偶的冷端溫度不相同，還要分別采樣。若占用的通道數太多，應利用補償導線把所有的冷端接到同一溫度處，只用一個冷端輸入通道就可以。冷端集中，對于提高多點巡檢的速度也很有利。目前六十二頁\總數一百二十九頁\編于十八點1.熱電偶的選擇、安裝使用

熱電偶的選用應該根據被測介質的溫度、壓力、介質性質、測溫時間長短來選擇熱電偶和保護套管。其安裝地點要有代表性，安裝方法要正確。圖示是安裝在管道上常用的兩種方法。在工業(yè)生產中，熱電偶常與毫伏計連用（XCZ型動圈式儀表）或與電子電位差計聯(lián)用。后者精度較高，且能自動記錄。另外也可熱電偶安裝圖通過與溫度變送器經放大后再接指示儀表，或作為控制用的信號。五、熱電偶的選擇、安裝使用和校驗目前六十三頁\總數一百二十九頁\編于十八點目前六十四頁\總數一百二十九頁\編于十八點熱電偶分度號校驗溫度/℃熱電偶允許偏差/℃溫度偏差溫度偏差LB–3600，800，1000，12000～600±2.4>600占所測熱電勢的±0.4%EU–2400，600，800，1000～400±4>400占所測熱電勢的±0.75%EA–2300，400，6000～300±4>300占所測熱電勢的±1%2.熱電偶的定期校驗方法是用標準熱電偶與被校驗熱電偶裝在同一校驗爐中進行對比，誤差超過規(guī)定允許值為不合格。最佳校驗方法可由查閱有關標準獲得。工業(yè)熱電偶的允許偏差，見下表。工業(yè)熱電偶允許偏差目前六十五頁\總數一百二十九頁\編于十八點78564321穩(wěn)壓電源220V熱電偶校驗圖1-調壓變壓器；2-管式電爐；3標準熱電偶；4-被校熱電偶；5-冰瓶；6-切換開關；7-測試儀表；8-試管目前六十六頁\總數一百二十九頁\編于十八點熱電偶典型測溫線路普通測溫線路；(b)帶有補償器的測溫線路；(c)具有溫度變送器的測溫線路；(d)具有一體化溫度變送器的測溫線路六、熱電偶測溫線路1.測量某一點的溫度目前六十七頁\總數一百二十九頁\編于十八點

特殊情況下，熱電偶可以串聯(lián)或并聯(lián)使用，但只能是同一分度號的熱電偶，且冷端應在同一溫度下。如熱電偶正向串聯(lián)，可獲得較大的熱電勢輸出和提高靈敏度；在測量兩點溫差時，可采用熱電偶反向串聯(lián)；利用熱電偶并聯(lián)可以測量平均溫度。目前六十八頁\總數一百二十九頁\編于十八點2.測量兩點間溫度差（反向串聯(lián)）目前六十九頁\總數一百二十九頁\編于十八點特點：當有一只熱電偶燒斷時，難以覺察出來。當然，它也不會中斷整個測溫系統(tǒng)的工作。優(yōu)點：熱電動勢大，儀表的靈敏度大大增加，且避免了熱電偶并聯(lián)線路存在的缺點，可立即可以發(fā)現(xiàn)有斷路。缺點：只要有一支熱電偶斷路，整個測溫系統(tǒng)將停止工作。3.測量平均溫度（并聯(lián)或正向串聯(lián)）目前七十頁\總數一百二十九頁\編于十八點熱電阻傳感器是利用導體的電阻值隨溫度變化而變化的原理進行測溫的。熱電阻廣泛用來測量-200～850℃范圍內的溫度，少數情況下，低溫可測量至1K，高溫達1000℃。標準鉑電阻溫度計的精確度高，作為復現(xiàn)國際溫標的標準儀器。第三節(jié)熱電阻傳感器目前七十一頁\總數一百二十九頁\編于十八點一、熱電阻的結構

電阻絲采用雙線并繞法繞制在具有一定形狀的云母、石英或陶瓷支架上，支架起支撐和絕緣作用。目前七十二頁\總數一百二十九頁\編于十八點熱電阻傳感器

由熱電阻、連接導線及顯示儀表組成二、熱電阻傳感器的組成目前七十三頁\總數一百二十九頁\編于十八點對用于制造熱電阻材料的要求：電阻溫度系數和電阻率大，熱容量??；

R-t關系最好成線性；物理化學性能穩(wěn)定；復現(xiàn)性好等。目前最常用的熱電阻有鉑熱電阻和銅熱電阻。三、常用熱電阻目前七十四頁\總數一百二十九頁\編于十八點特點是精度高、穩(wěn)定性好、性能可靠，所以在溫度傳感器中得到了廣泛應用。按IEC標準，鉑熱電阻的使用溫度范圍為-200～850℃。鉑熱電阻的特性方程為：在-200～0℃的溫度范圍內（一）鉑熱電阻目前七十五頁\總數一百二十九頁\編于十八點在0～850℃的溫度范圍內在ITS—90中，這些常數規(guī)定為

A=3.96847×10-3/℃

B=-5.847×10-7/℃2

C=-4.22×10-12/℃3

目前七十六頁\總數一百二十九頁\編于十八點

可見：熱電阻在溫度t時的電阻值與0℃時的電阻值R0有關。目前我國規(guī)定工業(yè)用鉑熱電阻有R0=10Ω和R0=100Ω兩種，它們的分度號分別為Pt10和Pt100，其中以Pt100為常用。鉑熱電阻不同分度號亦有相應分度表，即Rt-t關系表。在測量中，只要測得Rt，便可從分度表上查出對應的溫度值。目前七十七頁\總數一百二十九頁\編于十八點鉑電阻分度表目前七十八頁\總數一百二十九頁\編于十八點

在一些測量精度要求不高且溫度較低的場合，可采用銅熱電阻進行測溫，它的測量范圍為-50～150℃。銅熱電阻在測量范圍內其電阻值與溫度的關系幾乎是線性的，可近似地表示為（二）銅熱電阻α=4.28899×10-3/℃兩種分度號：

Cu50(R0=50Ω)和Cu100（R0=100Ω）。目前七十九頁\總數一百二十九頁\編于十八點銅熱電阻的分度表分度號：Cu50

溫度/℃0102030405060708090電阻/Ω-050.0047.8545.7043.5541.4039.24050.0052.1445.2856.4258.5660.7062.8464.9867.1269.2610071.4073.5475.6877.8379.9882.13目前八十頁\總數一百二十九頁\編于十八點銅熱電阻的特點電阻溫度系數較大、線性性好、價格便宜。缺點：電阻率較低，電阻體的體積較大，熱慣性較大，穩(wěn)定性較差，在100℃以上時容易氧化，因此只能用于低溫及沒有浸蝕性的介質中。目前八十一頁\總數一百二十九頁\編于十八點

用熱電阻傳感器進行測溫時，測量電路經常采用電橋電路。熱電阻與檢測儀表相隔一段距離，因此熱電阻的引線對測量結果有較大的影響。二、熱電阻的測量電路

熱電阻內部引線方式有二線制、三線制和四線制三種。目前八十二頁\總數一百二十九頁\編于十八點內部引線方式

目前八十三頁\總數一百二十九頁\編于十八點這種引線方式簡單、費用低，但是引線電阻以及引線電阻的變化會帶來附加誤差。適用于引線不長、測溫精度要求較低的場合。二線制目前八十四頁\總數一百二十九頁\編于十八點用于工業(yè)測量，一般精度。三線制目前八十五頁\總數一百二十九頁\編于十八點實驗室用，高精度測量

四線制由恒流源提供電流I流過熱電阻Rt，使其產生壓降，再用電位差計測出U，便可利用歐姆定律得目前八十六頁\總數一百二十九頁\編于十八點第四節(jié)熱敏電阻溫度傳感器目前八十七頁\總數一百二十九頁\編于十八點

在溫度傳感器中應用最多的有熱電偶、熱電阻和熱敏電阻。熱敏電阻發(fā)展最為迅速，由于其性能得到不斷改進，穩(wěn)定性已大為提高，在許多場合下（-40～350℃）熱敏電阻已逐漸取代傳統(tǒng)的溫度傳感器。

熱敏電阻是利用半導體材料的電阻率隨溫度變化而變化的性質制成的。目前八十八頁\總數一百二十九頁\編于十八點主要講述熱敏電阻的特點、分類、基本參數，主要特性和應用等。目前八十九頁\總數一百二十九頁\編于十八點

一、熱敏電阻的特點與分類（一）熱敏電阻的特點1．電阻溫度系數的范圍寬有正、負溫度系數和在某一特定溫度區(qū)域內阻值突變（即臨界溫度系數）的三種熱敏電阻元件。電阻溫度系數的絕對值比金屬大10～100倍左右。

2．材料加工容易、性能好

可根據使用要求加工成各種形狀，特別是能夠作到小型化。目前，最小的珠狀熱敏電阻其直徑僅為0.2mm。

目前九十頁\總數一百二十九頁\編于十八點4．穩(wěn)定性好

商品化已有30多年歷史，加之近年在材料與工藝上不斷得到改進，在0.01℃的小溫度范圍內，其穩(wěn)定性可達0.0002℃的精度。優(yōu)于其它各種溫度傳感器。5．原料資源豐富，價格低廉

燒結表面均已經玻璃封裝，故可用于較惡劣環(huán)境條件。另外由于熱敏電阻材料的遷移率很小，故其性能受磁場影響很小，這是十分可貴的特點。3．阻值在1～10M之間可供自由選擇

使用時，不必考慮線路引線電阻的影響；由于其功耗小、故不需采取冷端溫度補償，適合于遠距離測溫和控溫使用。目前九十一頁\總數一百二十九頁\編于十八點

熱敏電阻的種類很多，分類方法也不相同。按熱敏電阻的阻值與溫度關系這一重要特性可分為：

1．正溫度系數熱敏電阻（PTC）電阻值隨溫度升高而增大，簡稱PTC熱敏電阻，主要材料是摻雜的BaTiO3半導體陶瓷。

2．負溫度系數熱敏電阻（NTC）電阻值隨溫度升高而下降，簡稱NTC熱敏電阻，材料主要是一些過渡金屬氧化物半導體陶瓷。

3．突變型負溫度系數熱敏電阻（CTR）阻值在某特定溫度范圍內隨溫度升高而降低3～4個數量級，即具有很大負溫度系數。其主要材料是VO2并添加一些金屬氧化物。（二）熱敏電阻的分類

目前九十二頁\總數一百二十九頁\編于十八點熱敏電阻材料的分類（1）大分類小分類代表例子NTC單晶金剛石、Ge、Si金剛石熱敏電阻多晶遷移金屬氧化物復合燒結體

、無缺陷形金屬氧化燒結體多結晶單體

、固溶體形多結晶氧化物SiC系Mn、Co、Ni、Cu、Al氧化物燒結體、ZrY氧化物燒結體、還原性TiO3、Ge、SiBa、Co、Ni氧化物濺射SiC薄膜玻璃Ge、Fe、V等氧化物硫硒碲化合物玻璃V、P、Ba氧化物、Fe、Ba、Cu氧化物、Ge、Na、K氧化物、（As2Se3）0.8、（Sb2SeI）0.2有機物芳香族化合物聚酰亞釉表面活性添加劑液體電解質溶液熔融硫硒碲化合物水玻璃As、Se、Ge系目前九十三頁\總數一百二十九頁\編于十八點熱敏電阻材料的分類（2）PTC無機物BaTiO3系Zn、Ti、Ni氧化物系Si系、硫硒碲化合物（Ba、Sr、Pb）TiO3燒結體有機物石墨系有機物石墨、塑料石臘、聚乙烯、石墨液體三乙烯醇混合物三乙烯醇、水、NaClCTR

V、Ti氧化物系、Ag2S、（AgCu）、（ZnCdHg）BaTiO3單晶V、P、（Ba·Sr）氧化物Ag2S–CuS大分類小分類代表例子目前九十四頁\總數一百二十九頁\編于十八點1.標稱電阻R25（冷阻）是熱敏電阻在25±0.2℃時的阻值。二、熱敏電阻的基本參數2.材料常數BN

是表征NTC材料的物理特性常數。BN值決定于材料的激活能量?E，具有BN=?E／2k的函數關系，k為波爾茲曼常數。BN值越大，則電阻值越大，絕對靈敏度越高。在工作溫度范圍內，BN值并不是一個常數，而是隨溫度升高略有增加。3.電阻溫度系數（%/℃）熱敏電阻的溫度變化1℃時電阻值的變化率。4.耗散系數H溫度變化1℃所耗散的功率變化量。工作范圍內，當環(huán)境溫度變化時，H值隨之變化，其大小與熱敏電阻的結構、形狀和所處介質的種類及狀態(tài)有關。

目前九十五頁\總數一百二十九頁\編于十八點6.最高工作溫度Tmax熱敏電阻在規(guī)定的技術條件下長期連續(xù)工作所允許的最高溫度：T0—環(huán)境溫度；PE—環(huán)境溫度為T0時的額定功率；H—耗散系數7.最低工作溫度Tmin熱敏電阻在規(guī)定的技術條件下能長期連續(xù)工作的最低溫度。8.轉變點溫度Tc熱敏電阻的電阻-溫度特性曲線上的拐點溫度，主要指正溫度系數和臨界溫度系數熱敏電阻。5.時間常數τ在零功率測量狀態(tài)下，當環(huán)境溫度突變時電阻器的溫度變化量從開始到最終變量的63.2％所需的時間。它與熱容量C和耗散系數H之間的關系目前九十六頁\總數一百二十九頁\編于十八點9.額定功率PE在規(guī)定的條件下，長期連續(xù)負荷工作所允許的消耗功率。在此功率下，它自身溫度不應超過Tmax。10.測量功率P0熱敏電阻在規(guī)定的環(huán)境溫度下,受到測量電流加熱而引起的電阻值變化不超過0.1％時所消耗的功率。11.工作點電阻RG在規(guī)定的溫度和正常氣候條件下，施加一定的功率后使電阻自熱而達到某一給定的電阻值。12.工作點耗散功率PG電阻值達到RG時所消耗的功率。UG——電阻器達到熱平衡時的端電壓。目前九十七頁\總數一百二十九頁\編于十八點13.功率靈敏度KG熱敏電阻在工作點附近消耗功率1mW時所引起電阻的變化，即：在工作范圍內，KG隨環(huán)境溫度的變化略有改變。14.穩(wěn)定性熱敏電阻在各種氣候、機械、電氣等使用環(huán)境中，保持原有特性的能力。它可用熱敏電阻的主要參數變化率來表示，最常用的是以電阻值的年變化率或對應的溫度變化率來表示。KG＝R/P15.熱電阻值RH指旁熱式熱敏電阻在加熱器上通過給定的工作電流時，電阻器達到熱平衡狀態(tài)時的電阻值。16.加熱器電阻值Rr指旁熱式熱敏電阻的加熱器，在規(guī)定環(huán)境溫度條件下的電阻值。目前九十八頁\總數一百二十九頁\編于十八點18.標稱工作電流I指在環(huán)境溫度25℃時，旁熱式熱敏電阻的電阻值被穩(wěn)定在某一規(guī)定值時加熱器內的電流。19.標稱電壓

它是穩(wěn)壓熱敏電阻在規(guī)定溫度下標稱工作電流所對應的電壓值。20.元件尺寸指熱敏電阻的截面積A、電極間距離L和直徑d。

17.最大加熱電流Imax指旁熱式熱敏電阻器上允許通過的最大電流。目前九十九頁\總數一百二十九頁\編于十八點（一）熱敏電阻器的電阻——溫度特性（RT—T）

1234鉑絲40601201600100101102103104105106RT/Ω溫度T/oC熱敏電阻的電阻-溫度特性曲線1-NTC；2-CTR；3-4PTC三、熱敏電阻器主要特性ρT-T與RT-T特性曲線一致。目前一百頁\總數一百二十九頁\編于十八點

BN——NTC熱敏電阻的材料常數。由測試表明，不管是由氧化物材料，還是由單晶體材料制成的NTC熱敏電阻，在不太寬的溫度范圍（小于450℃）都能利用該式，它僅是一個經驗公式。1.負電阻溫度系數(NTC)熱敏電阻的溫度特性NTC的電阻-溫度一般數學表達式為：目前一百零一頁\總數一百二十九頁\編于十八點105104103102

0-101030507085100120T/oC電阻/ΩNTC的電阻--溫度曲線材料的不同或配方的比例和方法不同，則BN也不同。用lnRT–1/T表示NTC的電阻-溫度特性，在實際應用中比較方便。如果以lnRT、1/T分別作為縱坐標和橫坐標，則是一族斜率為BN，通過點(1/T，lnRT)的直線，如圖。目前一百零二頁\總數一百二十九頁\編于十八點為使用方便，常取環(huán)境溫度為25℃為參考溫度（即t0=25℃），則NTC熱敏電阻的電阻—溫度關系式：RT/RT0--T特性曲線2.502550751001250.511.5233.5(25oC,1)RT/R25T目前一百零三頁\總數一百二十九頁\編于十八點RT／R25～BN系數表RT／R25BNR50／R2522002600280030003200340036003800400050000.5650.5000.4830.4580.4350.4130.3920.3720.3540.2733.1754.7205.3195.9936.7517.6098.65719.66010.8819.771.9632.2212.3622.5122.6712.8403.0203.2113.4144.6420.3470.2880.2590.2360.2140.1940.1760.1600.1460.0920.2270.1730.1490.1320.1150.1010.0880.0770.0670.0340.1130.0760.0620.0510.0420.0340.0280.0230.0190.007R0／R25R75／R25R-20／R25R150／R25R100／R25RT/R25-BN關系如下表：目前一百零四頁\總數一百二十九頁\編于十八點2.正電阻溫度系數（PTC）熱敏電阻的電阻—溫度特性其特性是利用正溫度熱敏材料，在居里點附近結構發(fā)生相變引起導電率突變來取得的。10000100010010050100150200250R20=120ΩR20=36.5ΩR20=12.2ΩT/oC電阻/ΩTp1Tp2Tc=175oCPTC熱敏電阻的電阻-溫度曲線目前一百零五頁\總數一百二十九頁\編于十八點

PTC的工作溫度范圍較窄，在工作區(qū)兩端，電阻-溫度曲線上有兩個拐點：Tp1和Tp2。當溫度低于Tp1時，溫度靈敏度低；當溫度升高到Tp1后，電阻值隨溫度值劇烈增高（按指數規(guī)律迅速增大）；當溫度升到Tp2時，PTC在工作溫度范圍內存在溫度Tc，對應有較大的溫度系數αT

。在工作溫度范圍內，PTC的電阻-溫度特性可近似用下面的實驗公式表示：式中

BP——材料常數。若對上式取對數，則得：目前一百零六頁\總數一百二十九頁\編于十八點

）PTC的電阻溫度系數αtp

正好等于材料常數BP的值。lnRT~T表示的PTC電阻-溫度曲線lnRr1lnRr2BPβmRBP=tgβ=mR/mrT1T2lnRr0mrlnRrTPTC熱敏電阻的電阻溫度系數αtp以lnRT、T分別作為縱坐標和橫坐標，便得到下圖。目前一百零七頁\總數一百二十九頁\編于十八點UmabcdU0I0ImU/VI/mANTC熱敏電阻的靜態(tài)伏安特性1.NTC熱敏電阻的伏安特性是在環(huán)境溫度為T0時的靜態(tài)介質中測出的靜態(tài)U-I曲線。T0——環(huán)境溫度；△T——熱敏電阻的溫升。（二）熱敏電阻的伏安特性（U—I）伏安特性表示加在其兩端的電壓和通過的電流，在熱敏電阻器和周圍介質熱平衡（即加在元件上的電功率和耗散功率相等）時的互相關系。目前一百零八頁\總數一百二十九頁\編于十八點與NTC熱敏電阻一樣，曲線的起始段為直線，其斜率與熱敏電阻器在環(huán)境溫度下的電阻值相等。這是因為流過電阻電流很小時，耗散功率引起的溫升可以忽略不計的緣故。當熱敏電阻溫度超過環(huán)境溫度時，引起電阻值增大，曲線開始彎曲。

104103102101105Um10110210310010-1ImPTC熱敏電阻器的靜態(tài)伏安特性2．PTC熱敏電阻的伏安特性

當電壓增至Um時，存在一個電流最大值Im；如電壓繼續(xù)增加，由于溫升引起電阻值增加速度超過電壓增加的速度，電流反而減小，即曲線斜率由正變負。

目前一百零九頁\總數一百二十九頁\編于十八點（三）功率-溫度特性（PT—T）描述熱敏電阻的電阻體與外加功率之間的關系，與電阻所處的環(huán)境溫度、介質種類和狀態(tài)等相關。周圍溫度變化所引起的加熱特性；周圍溫度變化所引起的冷卻特性；熱敏電阻器通電加熱所引起的自熱特性。（四）熱敏電阻的動態(tài)特性熱敏電阻的阻值變化完全是由熱現(xiàn)象引起的。因此，它的變化必然有時間上的滯后現(xiàn)象。這種電阻值隨時間變化的特性，叫做熱敏電阻的動態(tài)特性。動態(tài)特性種類：目前一百一十頁\總數一百二十九頁\編于十八點

當熱敏電阻器由溫度T0增加到TU時，其電阻值RTr隨時間t

的變化規(guī)律為：RTt——時間為t時，熱敏電阻的阻值；T0——環(huán)境溫度；Tu

——介質溫度(Tu>T0);RTa——溫度Ta時，熱敏電阻器的電阻值；t——時間。當熱敏電阻由溫度Tu冷卻T0時，其電阻值RTt與時間的關系為：目前一百一十一頁\總數一百二十九頁\編于十八點伏安特性的位置在儀器儀表中的應用

U

m

的左邊溫度計、溫度差計、溫度補償、微小溫度檢測、溫度報警、溫度繼電器、濕度計、分子量測定、水分計、熱計、紅外探測器、熱傳導測定、比熱測定U

m的附近液位測定、液位檢測U

m的右邊流速計、流量計、氣體分析儀、真空計、熱導分析旁熱型熱敏電阻器風速計、液面計、真空計（一）檢測和電路用的熱敏電阻

（U

m—峰值電壓）

檢測用熱敏電阻在儀表中的應用

四、熱敏電阻器的應用目前一百一十二頁\總數一百二十九頁\編于十八點電路元件熱敏電阻在儀表中應用分類

在儀器儀表中的應用U

m的左邊偏置線圖的溫度補償、儀表溫度補償、熱電偶溫度補償、晶體管溫度補償U

m的附近恒壓電路、延遲電路、保護電路U

m的右邊自動增益控制電路、RC振蕩器、振幅穩(wěn)定電路

測溫用的熱敏電阻，其工作點的選取，由熱敏電阻的伏安特性決定。

伏安特性的位置目前一百一十三頁\總數一百二十九頁\編于十八點(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(i)65432112D0.2~0.5A型B型(j)溫度檢測用的各種熱敏電阻器探頭

1—熱敏電阻；2—鉑絲；3—銀焊；4—釷鎂絲；5—絕緣柱；6—玻璃（二）

測溫用的熱敏電阻器1、各種熱敏電阻傳感器結構目前一百一十四頁\總數一百二十九頁\編于十八點2、

測表面電阻用的熱敏電阻器安裝方法

圖為測表面溫度用的熱敏電阻器的各種安裝方式。(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)油測量物體表面溫度時熱敏電阻器的安裝方式目前一百一十五頁\總數一百二十九頁\編于十八點IT1431123425Ir/mAU/VUR=IT0RUR=IT1RUR=IT2RUT=IT0R0UT=IT1R1UT=IT2R2IT0IT2自熱電橋測量溫線路3、

熱敏電阻測溫電橋

mAIrRURERrUT目前一百一十六頁\總數一百二十九頁\編于十八點自熱電橋及其等效電路En(a)(b)(c)R1EnRTR5R6R3(R1)+－+－U2UTRITEURRrAR1R2R4R3U’+

－目前一百一十七頁\總數一百二十九頁\編于十八點（三）熱敏電阻作溫度補償用

由熱敏電阻器RT和與溫度無關的線性電阻器R1和R2串并聯(lián)組成，補償溫度范圍為T1～T2。對于晶體管低頻放大器和功率放大器電路的溫度補償，可用下列公式確定熱敏電阻器的型號：R(T)R1R2Rr溫度補償網絡T0—25℃時的溫度αtn=-BN/T2目前一百一十八頁\總數一百二十九頁\編于十八點第四節(jié)其他溫度傳感器目前一百一十九頁\總數一百二十九頁\編于十八點一、石英溫度傳感器

石英振子具有優(yōu)良的頻率穩(wěn)定性，利用這種特性制成的高精度晶振，已廣泛應用于通信、檢測、控制儀器及微機等領域。石英振子主要切割形式有：AT、AC、RS、LC、Y等，其中，AT切割都使用在相對溫度頻率誤差小的切割中。石英振子的固有振動頻率，可用下式表示：

式中：n——諧波次數；t——振子厚度；ρ——石英的密度；Cii——彈性常數。式中的t、ρ、Cii均是溫度的函數。石英溫度傳感器就是利用振子的振動頻率隨溫度變化的特性制成的。目前一百二十頁\總數一百二十九頁\編于十八點（一）石英溫度傳感器的特性在各種切割中，相對溫度頻率誤差大的切割有Y、LC、RS、AC等。溫度和石英振子頻率的關系一般用：

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