项目三 任务1 热电阻测温（课件）- 《传感器与检测技术（第2版）》同步教学（北京理工版）

CONTENTS 任务1 电热水器控温电路 1 CONTENTS 1.了解热电阻式温度传感器传感器的测量原理 2.学会利用温度传感器进行电路的设计 3.应用热电阻\热敏电阻传感器的注意事项 目标要求 2 一、任务提出 利用热敏电阻制作电热水器温度控制器，当热水器内水温低于设定值时，接通电源加热，加热指示灯点亮。当热水器内水温高于设定值时，断开电源停止加热。 想一想：你知道哪些检测温度的仪表？ 3 二、知识链接 1、玻璃温度计 液体的热胀冷缩。 2、双金属温度计 两种不同材质的金属粘贴在一起构成的，由于线胀系数不同，在相同的温度变化下，就会有不同的收缩效果，导致金属片弯曲，这样把温度的变化转换成位移量的变化。 3、热电偶温度计 热电效应 4 二、知识链接 热电阻传感器 导体的电阻跟温度有关，温度越高，金属电阻越大。 通电前电阻为87Ω； 通电后电阻为1200Ω。 5 二、知识链接 利用金属导体的电阻随温度变化而变化的原理进行测温. 一般把金属热电阻称为热电阻, 而把半导体热电阻称为热敏电阻。 电阻温度传感器是利用金属或半导体材料的电阻对温度敏感的特性制成的温度传感器，常用于-200℃一850℃范围温度的测量。 6 二、知识链接 工业生产中，使用最多的测温元件是热电阻和热电偶，热电阻一般用来测量300℃以下的低温，热电偶用来测量高温。 热电阻 7 二、知识链接 金属热电阻的特性 (1)电阻温度系数大且稳定，电阻值与温度之间具有良好的线性关系。 (2)电阻率高、热容量小，热惯性小，反应速度快。 (3)在测温范围内，材料的物理、化学性能稳定。 (4)工艺性好，易复制，价格低。 目前用于制作热电阻的纯金属材料主要有铂、铜、钢、锰等。将这些材料制成电阻丝，然后绕在云母、石英、陶瓷或塑料等高绝缘骨架上;经固定、外加保护套管，以提高热电阻器件的机械强度，并保护其不易被水分或侵蚀性气体影响。最常用的热电阻有铂热电阻和铜热电阻。 8 二、知识链接 常用分度号： Cu50 Cu100 Pt10 Pt100 字母： 含义 数字： 表示热电阻的材质 表示热电阻在0℃时的电阻值 铜热电阻，在0℃时的电阻值为50Ω。 铂热电阻，在0℃时， 电阻值为100Ω 9 二、知识链接 (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−1200℃以下 。 性能稳定，重复性好，测量精度高， 其电阻值与温度之间有很近似的 线性关系。缺点是电阻温度系数小， 价格较高。 10 二、知识链接 铂电阻 当温度t在200～0℃范围内时，铂电阻值与温度的关系可表示为 当温度t在−200～850℃范围内时，铂的电阻值与温度的关系为 热电阻Rt不仅与t有关，还与其在0℃时的电阻值R0有关 我国规定工业用铂热电阻有R0=10Ω和R0=100Ω两种, 它们的分度号分别为Pt10和Pt100, 其中以Pt100为常用。 11 二、知识链接 12 二、知识链接 (2)铜热电阻 铜热电阻进行测温, 它的测量范围为-50+150℃。 Rt = R0（1+ɑ t） 。 铜热电组的两种分度号为Cu50(R0=50Ω)和Cu100（R100=100Ω）。 铜热电阻线性好, 价格便宜, 但它易氧化, 不适宜在腐蚀性介质或高温下工作 13 二、知识链接 铜热电阻的分度表 分度号：Cu50 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 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 铂和铜在超低温下电阻温度特性不够稳定，不宜作超低温测量，此时可考虑选用钢、锰等金属热电阻:钢热电阻在-269℃~258℃温度范围，锰热电阻在-271℃~210℃温度范围，都具有较稳定的电阻温度特性,且具有较高的灵敏度 14 二、知识链接 热电阻的结构 15 二、知识链接 内部引线方式有两线制、 三线制和四线制三种。