《传感原理与检测技术》课程教学课件（PPT讲稿）第7章 热电式传感器（1/3）

第7章热电式传感器温度温度特性电量变化一?最主要的二类热电式传感器：热电偶：电动势应用物理0级*热电阻：电阻值变化另有P-N结晶体管集成温度传感器2008年10月ZUST阮spruan@126.com

2008年10月 ZUST 阮 spruan@126.com 1 第7章 热电式传感器 温度 温度特性 电量变化 最主要的二类热电式传感器: *热电偶: 电动势 *热电阻:电阻值变化 另有P-N结晶体管, 集成温度传感器 应 用 物 理 06 级

87.1热电阻热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温而且被制成标准的基准仪金属热电阻半导体热电阻2008年10月ZUST阮spruan@126.com

2008年10月 ZUST 阮 spruan@126.com 2 §7.1 热电阻 热电阻是中低温区最常用的一种温 度检测器。它的主要特点是测量精度高， 性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度 是最高的，它不仅广泛应用于工业测温， 而且被制成标准的基准仪。 金属热电阻 半导体热电阻

7.1.1金属热电阻7.1.1.1工作原理和材料金属材料：铂、铜；镍、锰和佬基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的R, = Ro (1 + αt + βt? +...)R为金属导体在t℃时的电阻值：R。为金属导体在0℃时的电阻值：α，β：电阻温度系数2008年10月ZUST阮spruan@126.com

2008年10月 ZUST 阮 spruan@126.com 3 7.1.1 金属热电阻 金属材料 : 铂、铜；镍、锰和铑 基于金属导体的电阻值随温度的增加 而增加这一特性来进行温度测量的。 (1 .) 2 Rt = R0 +t + t + Rt为金属导体在t℃时的电阻值； R０为金属导体在０℃时的电阻值； α，β：电阻温度系数。 7.1.1.1工作原理和材料

1.铂热电阻（WZP）铂：Pt.稳定；α=3.96847x10-3/℃测量范围：一259~800℃（p225）可作一259.34~630.74℃范围内的基准安装固定件不锈钢套管电阻体度铂丝：接线盒-0.02~0.07mm瓷绝缘套管(a)引线口可用丝网印刷芯柱或真空镀膜制DUUUU作。电阻丝保护膜引线端(b)铂热电阻的结构图 7-1

2008年10月 ZUST 阮 spruan@126.com 4 １.铂热电阻（ＷＺＰ） 铂：Ｐt, 稳定；α=3.96847x10-3 / ℃ 测量范围：－259 ~800℃（p225） 可作－259.34 ~630.74℃范围内的基准 铂丝： 0.02~0.07mm 可用丝网印刷 或真空镀膜制 作

铂的纯度越高测温精度也越高：百度电阻比：W(100)=Ri00/Ro基准器：W(100)≥1.39256,99.9995%工业用：W(100)≥1.391测量精度：-200~0℃：±1℃0~100℃:±0.5℃100~650℃:±(0.5%)t铂热电阻分度号：Pt50,Pt100,Pt10002008年10月ZUST阮spruan@126.com

2008年10月 ZUST 阮 spruan@126.com 5 铂的纯度越高测温精度也越高： 百度电阻比：W(100)=R100/R0 基准器： W(100)≧1.39256, 99.9995% 工业用： W(100)≧1.391 测量精度：-200 ~0℃: 1 ℃ 0~100 ℃ : 0.5 ℃ 100~650 ℃: (0.5%) t    铂热电阻分度号：Pt50, Pt100, Pt1000

2.铜热电阻（WZC）铜：Cu.灵敏度高α=4.25~4.28x10-3/℃易氧化测量范围：一50~150℃（p225）W(100)≥1.4250.5℃测量精度：-50~+50℃土50~100℃(1%) t土铜的电阻温度系数基本线性：R = R(1+αt)铜分度号：Cu100,Cu502008年10月ZUST阮spruan@126.com

2008年10月 ZUST 阮 spruan@126.com 6 2.铜热电阻（ＷＺＣ） 铜：Cu, 灵敏度高α=4.25~4.28x10-3 / ℃; 易氧化 测量范围：－50 ~150℃（p225） W(100)≧1.425 测量精度：-50 ~+50℃: 0.5 ℃ 50~100 ℃ : (1%) t 铜的电阻温度系数基本线性：   (1 ) 0 R R t t = + 铜分度号：Cu100, Cu50

3.镍热电阻（WZN）镍：Ni,稳定性好测量范围：一60~180℃W(100)≥1.425Ro: 100，300, 500ohm2008年10月ZUST阮spruan@126.com

2008年10月 ZUST 阮 spruan@126.com 7 3.镍热电阻（ＷＺN） 镍：Ni, 稳定性好 测量范围：－60 ~180℃ W(100)≧1.425 R0：100，300，500 ohm

7.1.1.2热电阻测量线路BRR！常用电桥测量电路：GCRR.！但对金属热电阻要考虑引线的电阻影响D州可用三线或四线电桥连U接法消除引线的影响2008年10月ZUST阮spruan@126.com

2008年10月 ZUST 阮 spruan@126.com 8 7.1.1.2 热电阻测量线路 !常用电桥测量电路; !但对金属热电阻要考 虑引线的电阻影响. 可用三线或四线电桥连 接法消除引线的影响

ASCESR.rRR(a)(b)图7-2热电阻测温电桥的三线连接法E电桥R.D1-S<10mARy图7-3热电阻测温电桥的四线连接法2008年10月ZUST阮spruan@126.com

2008年10月 ZUST 阮 spruan@126.com 9 电桥 I<10mA

7.1.1.3热电阻的应用1.铂热电阻测温TRRA102B (1K ohm @0 ℃)0~200℃UgIC1口R4 1MQMC7810R2RR:IM222kQ22ks20Rp2 5M?+15VR,TMOA,+ouRplout502(0~+200℃)TaIDt51k210mV/CRD.ROTRR5M21ks2abIMSRa2MQ6.2k02R.1IRrej4+1k+AR10L3knR,ARUBRUout = (R1 + Ro + △R)(RI + Ro)TLC27M12CN10k9(a)10mV/℃的输出电压灵敏度。0～200℃，运放A输出为02V2008年10月ZUST

2008年10月 ZUST 阮 spruan@126.com 10 7.1.1.3热电阻的应用 1.铂热电阻测温 TRRA102B (1K ohm @0 ℃) 0~200 ℃