熱電阻式傳感器金屬熱電阻式熱敏電阻式一、金屬熱電阻式溫度傳感器熱電阻是利用導體材料的電阻隨溫度變化而變化的特性來實現對溫度的測量的。熱電阻是中低溫區最常用的一種溫度檢測器。它的主要特點是測量精度高，性能穩定。其中鉑熱電阻的測量精確度是最高的，它不僅廣泛應用于工業測溫，而且被制成標準的基準儀。取一只100W/220V燈泡，用萬用表測量其電阻值，可以發現其冷態阻值只有幾十歐姆，而計算得到的額定熱態電阻值應為484

。一、金屬熱電阻式溫度傳感器一、金屬熱電阻式溫度傳感器基本原理金屬導體增加電壓后，使其內部雜亂無章運動的自由電子形成有規律的定向運動，而使導體導電。當溫度升高時，由于自由電子獲得較多能量，能從定向運動中掙脫出來，從而定向運動被削弱，導電率降低，電阻率增大。我們稱其為正溫度系數，即電阻值與溫度的變化趨勢相同。電阻溫度系數要大；電阻率盡可能大，熱容量要小；在測量范圍內，應具有穩定的物理和化學性能；電阻與溫度的關系最好接近于線性；應有良好的可加工性，且價格便宜。一、金屬熱電阻式溫度傳感器對熱電阻的材料要求易提純、復現性好的金屬材料才可用于制作熱電阻一、金屬熱電阻式溫度傳感器當前工業測溫廣泛使用鉑電阻、銅電阻和鎳電阻一、金屬熱電阻式溫度傳感器0~850℃-200℃~0℃其中，Rt、R0——溫度為t℃和0℃時的電阻；

α1、α2

、α3

為常數：

α1=3.96847×10-2/℃

α2=-5.847×10-7/℃2

α3

=-4.22×10-12/℃4分度表——R0=50和100時的Rt

–t關系鉑電阻鉑的物理、化學性能穩定，測量精度高、電阻率較高;鉑熱電阻使用范圍是－200℃～+850℃。除作為溫度標準外，還廣泛用于高精度的工業測量。一、金屬熱電阻式溫度傳感器鉑電阻當前工業測溫廣泛使用鉑電阻、銅電阻和鎳電阻鉑電阻的精度與鉑的提純程度有關.W（100）越高，表示鉑絲純度越高，國際實用溫標規定，作為基準器的鉑電阻，W（100）≥1.3925目前技術水平已達到W（100）＝1.3930，工業用鉑電阻的純度W（100）為1.387～1.390。一、金屬熱電阻式溫度傳感器鉑電阻國內統一設計的工業用標準鉑電阻，W（100）≥1.391。薄膜型及普通型鉑熱電阻小型鉑熱電阻防爆型鉑熱電阻利用間隙隔爆原理，設計具有足夠強度的接線盒等部件，將所有會產生火花、電弧和危險溫度的零部件都密封在接線盒內，當腔內發生爆炸時，能通過接合面間隙熄火和冷卻，使爆炸后的火焰和溫度不傳到腔外。

一、金屬熱電阻式溫度傳感器銅電阻由于鉑是貴重金屬，在精度要求不高的場合和測溫范圍較小

時，普遍使用銅電阻。銅價格低廉，在-50～150℃范圍內，銅電阻化學、物理性能穩定，輸出—輸入特性接近線性。其中，α1=4.28899×10-3/℃

α2=-2.133×10-7/℃2

α3=-1.233×10-9/℃3一、金屬熱電阻式溫度傳感器銅電阻汽車用水溫傳感器及水溫表(銅熱電阻)銅熱電阻一、金屬熱電阻式溫度傳感器其它熱電阻銦電阻：高精度低溫，在4.2~15K，靈敏度是鉑的10倍。錳電阻：阻值隨溫度變化大，可在（275~336）℃溫度范圍

內使用。但質脆易損壞。鎳電阻：靈敏度高，但熱穩定性差。一、金屬熱電阻式溫度傳感器熱電阻的結構主要由不同材料的電阻絲繞制而成，為了避免

通過交流電時產生感抗，或有交變磁場時產生感應電動勢，在

繞制時采用雙線無感繞法。由于通過這兩股導線的電流方向相反，從而使其產生的磁通相互抵消。鉑熱電阻銅熱電阻一、金屬熱電阻式溫度傳感器熱電阻的測量轉換電路（1）兩線制由于金屬熱電阻本身的阻值很小，所以引線電阻及其隨長度和溫度的變化就不能忽略。如引線從100m增長到200m時，r也增加一倍，使原已經調好平衡的電橋失去平衡，需要重新調零。又如，在測量過程中，引線電纜受環境影響（溫度升高），銅質電纜線的電阻也會升高，疊加在Rt上，引起測量誤差。一、金屬熱電阻式溫度傳感器熱電阻的測量轉換電路（2）三線制為了消除引線電阻的影響，通常采用三限制接法，其中兩根介入電橋相鄰

臂，引線長度變化不影響電橋平衡。另外一條與激勵電源相連，也不影響電橋平衡。一、金屬熱電阻式溫度傳感器熱電阻的測量轉換電路（3）四線制熱電阻有四根引線，其中兩根引線與恒流源相連，讓熱電阻Rt流過已知電流I;另外兩根引線將熱電阻上壓降Ut引到電位差計的測量端。Rt=Ut/I。由于是在電位差計平衡時讀數，電位差計不取電流，因此兩根測量引線沒有電流流過，從而完全消除了引線電阻變化對測溫的影響。四線制接法適用于精密測溫用的熱電阻，通常在實驗室測溫和計量標準工作中使用電位差計二、熱敏電阻式溫度傳感器熱敏電阻是利用半導體的電阻值隨溫度的變化而顯著變化的特性實現測溫的。半導體熱敏電阻有很高的電阻溫度系數，其靈敏度比熱電阻高得多。而且體積可以做得很小，故動態特性好，特別適于在-100℃～300℃之間測溫。熱敏電阻的缺點是互換性較差，另外其熱電特性是非線性的。熱敏電阻是由一些金屬氧化物，如鈷（Co）、錳（Mn）、鎳（Ni）等的氧化物采用不同比例配方，高溫燒結而成。其形狀有珠狀、片狀、桿狀、墊圈狀等。（b）片狀（c）桿狀（d）墊圈狀熱敏電阻的結構類型（a）珠狀玻璃殼熱敏電阻引線二、熱敏電阻式溫度傳感器熱敏電阻外形

MF12型NTC熱敏電阻聚脂塑料封裝熱敏電阻二、熱敏電阻式溫度傳感器玻璃封裝NTC熱敏電阻MF58型熱敏電阻熱敏電阻外形

二、熱敏電阻式溫度傳感器帶安裝孔的熱敏電阻大功率PTC熱敏電阻熱敏電阻外形

二、熱敏電阻式溫度傳感器

貼片式NTC熱敏電阻熱敏電阻外形

二、熱敏電阻式溫度傳感器

MF58型（珠形）高精度負溫度系數熱敏電阻MF5A-3型熱敏電阻（參考深圳科蓬達電子有限公司資料）熱敏電阻外形

二、熱敏電阻式溫度傳感器非標熱敏電阻熱敏電阻外形

二、熱敏電阻式溫度傳感器二、熱敏電阻式溫度傳感器在低溫下，電子-空穴濃度很低，故電阻率很大，隨著溫度的升高，電子-空穴的濃度按指數規律增加，電阻率逐漸減小，其

阻溫特性為：熱敏電阻的測溫機理：R0——溫度為T0時的電阻值（Ω）RT——溫度為T時的電阻值（Ω）T——熱力學溫度（K）B——熱敏電阻系數（與熱敏電阻材料及工藝有關）習題一熱敏電阻在0℃和40℃時，電阻值分別為100kΩ和10kΩ，試求其熱敏電阻常數B正溫度系數（PTC）熱敏電阻;負溫度系數（NTC）熱敏電阻;臨界溫度電阻器（CTR）熱敏電阻二、熱敏電阻式溫度傳感器按照不同的物理特性，熱敏電阻可分為在測量范圍內，其阻值隨溫度增加，最高溫度不超過140℃阻值隨溫度增加而下降，一般用于（-50~300）℃的溫度

測量在某一特定溫度下電阻值會發生突變，因此不適于較寬溫度范圍內的測量。正溫度系數（PTC）負溫度系數（NTC）臨界溫度電阻器（CTR）二、熱敏電阻式溫度傳感器按照不同的物理特性，熱敏電阻可分為各種熱敏電阻的特性曲線1—突變型NTC2—負溫度NTC3—線性型PTC4—突變型PTC溫度的測量溫控開關電路二、熱敏電阻式溫度傳感器由于熱敏電阻與溫度的關系呈較強的非線性，使得它的測溫范圍

和精度受到一定的限制。為了解決這兩方面問題，常利用溫度系數很小的金屬電阻與熱敏電阻串聯或并聯，使熱敏電阻在一定范圍呈線性關系。各種熱敏電阻的特性曲線1—突變型NTC2—負溫度NTC3—線形型PTC4—突變型PTC溫度的測量溫控開關電路電阻網絡（線性化網絡）：精密電阻與熱敏電阻串、并聯1、串聯法ATR2、并聯法TRNTC的線性化處理熱敏電阻的應用1）熱敏電阻測溫熱敏電阻體溫表原理圖用于測量溫度的熱敏電阻結構簡單，價格便宜。沒有外保護層的熱敏電阻只能用于干燥的環境中，在潮濕、腐蝕性等惡劣環境下只能用密封的熱敏電阻。如：右圖為熱敏電阻測量溫度的電路圖。熱敏電阻的應用1）熱敏電阻測溫熱敏電阻體溫表原理圖測量時先對儀表進行標定。將絕緣的熱敏電阻放入32℃（表頭的零位）的溫水中，待熱量平衡后，調節RP1，使指針在32℃上，再加熱水，用更高一級的溫度計監測水溫，使其上升到45℃。待熱量平衡后，調節RP2，使指針指在45℃