2.2 热电阻传感器（课件）-高一《传感器及应用》同步精品课堂（高教版·第2版）

《传感器及应用》（第2版）高等教育出版社 同步精品课程——中职专业课 第2章 参量传感器 2.2 热电阻传感器 知识目标 1.理解热电阻传感器的工作原理，包括热电阻材料的特性及其温度与电阻值的 2.了解热敏电阻的特性，包括热敏电阻的非线性变化规律。 3.掌握热电阻传感器在工程领域中的应用，包括温度测量的原理和方法。 能力目标 1.培养学生对传感器技术的兴趣和好奇心，激发其学习的动力。 2.培养学生对工程应用中传感器技术的重要性和实用性的认识，增强学生对技术交叉领域的探索欲望 情感目标 1.培养学生分析和理解传感器工作原理的能力，能够准确描述热电阻传感器的测量原理。 2.提高学生找出问题根源，解决实际问题的能力，能够运用所学知识解决温度测量中的实际工程问题。 三维目标 导入情景 01 下图所示的是热电阻转感器的示意图 新知学习 02 一、热电阻传感器 热电阻传感器的基本特性 利用电阻随温度变化特性制成的传感器叫热电阻传感器。它主要用于对温度或与温度有关的参量进行检测。在工业上被广泛用来测量-200 ~500C范围内的温度。按热电阻性质不同可分为金属热电阻和半导体热电阻两大类。前者通常称为热电阻，后者称为热敏电阻。 新知学习 02 一，热电阻 1，热电阻主要是利用电阻随温度变化而变化这一特性来测量温度的。目前广泛应用的热电阻材料是铂和铜，它们的电阻温度系数在 (3 ~6)x10C范围内。作为测温用的热电阻材料希望具有电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、加工容易等特点。铂的性能最稳定，采用特殊的结构可制成标准铂电阻温度计，它的适用范围为-200 ~960 C。铜电阻价廉并且线性好，但温度高时易氧化，故用于温度较低的环境 (-50 150 C)中。下表列出了热电阻的主要技术性能。 一、热电阻传感器 新知学习 02 2，由理论计算可知，热电阻的阻值 R 不仅与温度有关，还与温度在0C时的热电阻值 R有关。即在同样的温度下，R 取值不同，R,也不相同。目前国内统一设计的工业用铂电阻的R，值有 10 2、100 等几种，将 R与相应关系列成表格，称为铂电阻分度表，分度号分别用Pt10、Pt100 表示;铜电阻 R 值为 50 、100 两种，分度号分别用 Cu50、Cu100 表示;铂、铜电阻分度表见附录五。 一、热电阻传感器 新知学习 02 下表所示为热电阻的主要技术性能 一、热电阻传感器 新知学习 02 二，热敏电阻 1，热敏电阻是近年来出现的一种新型半导体测温元件。一般按温度系数可分为负温度系数热敏电阻(NTC)正温度系数热敏电阻 (PTC) 和临界温度系数热敏电阻 (CTR)。这三类热敏电阻的电阳率。与温度的变化曲线如图 2-11 所示。从图中可以看出，这些曲线都呈非线性。NTC 热敏电阻生产最早，最成熟，使用范围广。最常见的是由金属氧化物组成的，如钰钻、铁、镍、铜等中的两三种氧化物混合烧结而成。PTC 热敏电阻最常用的是在酸陶瓷中加人施主杂质，以增大电阻温度系数。 一、热电阻传感器 新知学习 02 2，CTR 热敏电阻是一种具有开关特性的负温度系数热敏电阻，当外界温度达到阻值急剧转变温度时，引起半导体与金属之间的相变，利用这种特性可制成热保护开关。热敏电阻除按温度系数区分外，还有以下三种分类方法:按结构形式可分为体型、薄膜型、厚膜型三种;按工作方式可分为直热式、旁热式、延迟电路三种;按工作温度区可分为常温区 (-60 C 200C)、高温区 (>200 C)、低温区热敏电阻。热敏电阻可根据使用要求封装加工成各种形状，如珠状、片状、杆状、锥状、针状等的探头，如下图所示。 一、热电阻传感器 新知学习 02 下图所示为热敏电阻的特征与符号外形 一、热电阻传感器 工作时，利用油的压力使两唇边紧压在配合偶件的两接合面上实现密封。其密封能力可随压力的升高而提高，并且在磨损后有一定的自动补偿能力。因此，装配时其唇边应对着有压力的油腔。当压力变化较大、运动速度较高时，要采用支承环来定位，以防发生翻转现象，如图9-4b、c 所示。图9-4d 所示为其实物图。 新知学习 02 下表所示为热名电阻的主要参数符号 一、热电阻传感器 新知学习 02 三，热电阻传感器的应用 1，金属热电阻传感器 工业上广泛应用金属热电阻传感器进行温度测量，用电桥作为测量电路。在进行测量时总要采用连接导线，但由于金属电阻本身阻值很小，所以引线电阻及其变化就不能忽略。为了消除或减少引线电阻的影响，通常采用三线制连接法，如图2-13 所示热电阻三根引线引至测温电桥，其中两根引线中 RR'串入测量电桥的相邻两臂，因而可以避免