熱電阻溫度傳感器

一、產(chǎn)品介紹

熱電阻測(cè)溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來(lái)進(jìn)行溫度測(cè)量的。大多數(shù)熱電阻在溫度升高1℃時(shí)電阻值將增加0.4% ~ 0.6%。熱電阻大都由純金屬材料制成，應(yīng)用最多的是鉑和銅，此外，已開(kāi)始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。

熱電阻傳感器主要是利用電阻值隨溫度變化而變化這一特性來(lái)測(cè)量溫度及與溫度有關(guān)的參數(shù)。在溫度檢測(cè)精度要求比較高的場(chǎng)合，這種傳感器比較適用。較為廣泛的熱電阻材料為鉑、銅、鎳等，它們具有電阻溫度系數(shù)大、線性好、性能穩(wěn)定、使用溫度范圍寬、加工容易等特點(diǎn)。用于測(cè)量-200℃～+500℃范圍內(nèi)的溫度。并且隨著科技的發(fā)展熱電阻傳感器的測(cè)溫范圍也隨著擴(kuò)展，低溫方面已成功地應(yīng)用于1 ~ 3K的溫度測(cè)量中，高溫方面也出現(xiàn)了多種用于1000 ~ 1300℃的熱電阻傳感器 。

二、熱電阻傳感器分類

1.NTC熱電阻傳感器：

該類傳感器為負(fù)溫度系數(shù)傳感器，即：傳感器阻值隨溫度的升高而減小；

2.PTC熱電阻傳感器：

該類傳感器為正溫度系數(shù)傳感器，即：傳感器阻值隨溫度的升高而增大。

三、安裝要求

對(duì)熱電阻的安裝，應(yīng)注意有利于測(cè)溫準(zhǔn)確,安全可考及維修方便，而且不影響設(shè)備運(yùn)行和生產(chǎn)操作。要滿足以上要求，在選擇對(duì)熱電阻的安裝部位和插入深度時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：

1、為了使熱電阻的測(cè)量端與被測(cè)介質(zhì)之間有充分的熱交換，應(yīng)合理選擇測(cè)點(diǎn)位置，盡量避免在閥門，彎頭及管道和設(shè)備的死角附近裝設(shè)熱電阻。

2、帶有保護(hù)套管的熱電阻有傳熱和散熱損失，為了減少測(cè)量誤差，熱電偶和熱電阻應(yīng)該有足夠的插入深度：

(1)對(duì)于測(cè)量管道中心流體溫度的熱電阻,一般都應(yīng)將其測(cè)量端插入到管道中心處(垂直安裝或傾斜安裝)。如被測(cè)流體的管道直徑是200毫米，那熱電阻插入深度應(yīng)選擇100毫米。

(2)對(duì)于高溫高壓和高速流體的溫度測(cè)量(如主蒸汽溫度)，為了減小保護(hù)套對(duì)流體的阻力和防止保護(hù)套在流體作用下發(fā)生斷裂，可采取保護(hù)管淺插方式或采用熱套式熱電阻，淺插式的熱電阻保護(hù)套管，其插入主蒸汽管道的深度應(yīng)不小于75mm；熱套式熱電阻的標(biāo)準(zhǔn)插入深度為100mm；

(3)假如需要測(cè)量是煙道內(nèi)煙氣的溫度，盡管煙道直徑為4m，熱電阻插入深度1m即可。

(4)當(dāng)測(cè)量原件插入深度超過(guò)1m時(shí)，應(yīng)盡可能垂直安裝，或加裝支撐架和保護(hù)套管 。

四、工作原理

熱電阻是利用物質(zhì)在溫度變化時(shí)，其電阻也隨著發(fā)生變化的特征來(lái)測(cè)量溫度的。當(dāng)阻值變化時(shí)，工作儀表便顯示出阻值所對(duì)應(yīng)的溫度值。

熱電阻傳感器是利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的變化而變化的原理制成的。鉑屬貴重金屬,具有耐高溫、溫度特性好、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。

鉑電阻阻值與溫度之間的關(guān)系是非線性，即Rt = R0 ( I +αt +βt2 ) ( t在0～630℃之間)

(1)式中：Rt —鉑熱電阻的電阻值，Ω；R0 —鉑熱電阻在0℃時(shí)的電阻值，R = 100Ω；α—一階溫度系數(shù)，α = 3.908 ×10 -3 ( ℃)β—二階溫度系數(shù)，β = 5.802 ×10 -7 ( ℃)在實(shí)際測(cè)溫電路中，測(cè)量的是鉑電阻的電壓量，因而需由鉑熱電阻的電阻值推導(dǎo)出相應(yīng)的電壓值與溫度之間的函數(shù)關(guān)系，即Ut = f (Rt ) = f[ f ( t) ]。

(2)從而計(jì)算出(即測(cè)量)實(shí)際的溫度。

五、熱電阻傳感器的主要優(yōu)點(diǎn)

①測(cè)量精度高；熱電阻傳感器之所以有較高的測(cè)量精度，主要是一些材料的電阻溫度特性穩(wěn)定，復(fù)現(xiàn)性好。其次，與熱電偶相比，它沒(méi)有參比端誤差問(wèn)題；

②有較大的測(cè)量范圍，尤其在低溫方面；

③易于使用在自動(dòng)測(cè)量和遠(yuǎn)距離測(cè)量中。

六、測(cè)量應(yīng)用

現(xiàn)代汽車中，裝備有各種新型的電子控制設(shè)備，這些設(shè)備使用各種熱敏電阻作為傳感元件，溫度傳感器就是其中一種。溫度傳感器廣泛的應(yīng)用于控制氣缸加熱和冷卻溫度、進(jìn)氣與排氣溫度以及空調(diào)溫度等 。