热工测量仪表第3章.2热电阻资料课件

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二节 各种测温方法简介,第二节 电阻温度计,工业上广泛应用电阻温度计来测量200 500 之间的温度。电阻温度计的特点是准确度高；在中低温下（500以下）测温,它的输出信号比热电偶的要大得多,故灵敏度高；电阻温度计的输出是电信号，因此便于信号的远传和实现多点切换测量。,电阻温度计由热电阻、显示仪表和连接导线组成，热电阻由电阻体、绝缘管和保护套管等主要部件组成。,第二节 电阻温度计 工业上广泛应用电阻温,1,第二节 电阻温度计,1)原理：通过测阻值变化反应温度。,2）分类：电阻是测量温度的敏感元件，包括导体和半导体两种。,3）测温范围：200+500,0,C,优点：,准确度高。,灵敏度高。中低温下（500,0,C以下），输出信号比热电偶大。,输出电信号,便于远传和切换。,第二节 电阻温度计1)原理：通过测阻值变化反应温度。优点,2,第二节电阻温度计,主要内容,第一节 金属测温电阻,第二节 半导体热敏电阻,第三节 热电阻的校验,第二节电阻温度计主要内容,3,第二节,金属测温电阻,一、对金属测温电阻的要求,测温热电阻材料必须满足：,1）电阻温度系数大,电阻系数：温度变化1,0,C时电阻值的相对变化量,2）在测温范围内物理及化学性质稳定。,3）有较大的电阻率。（电阻体积小）。,4）线性度好。,5）复现性好，,6）价格便宜。,工业用的热电阻材料有铂、铜、铁、镍。铁难提纯，我国目前只生产,铂、铜、镍,第二节 金属测温电阻一、对金属测温电阻的要求工业用的热电阻材,4,电阻温度系数的定义是：温度变化l时电阻值的相对变化量，用来表示，单位是,-1,，根据定义，用下式表示：,一般材料的温度系数并非常数，在不同的温度下具有不同的数值。因此常用（R,100,R,0,）（R,0,100）代表0100之间的平均温度系数，其中R,100,表示100时的电阻值，R,0,表示0时的电阻值。,电阻温度系数越大，热电阻的灵敏度越高,，测量温度时就越容易得到准确的结果。,电阻温度系数的定义是：温度变化l时电阻值的相对变化量，用,5,二、标准化热电阻,1铂电阻,2 铜电阻,3 镍电阻,4 其它低温用热电阻,二、标准化热电阻1铂电阻,6,二、标准化热电阻,1铂电阻,特点：稳定性好、准确度高、性能可靠。,原因：铂在氧化气氛、甚至高温下物理、化学性质非常稳定,测温范围：13.8033K-961.78,0,C,应用：广泛应用于工业和实验室中,注意：铂在还原性气氛尤其在高温还原性气氛中，容易被污染，导致铂丝变脆，并改变电阻与温度间的关系。因此必须用保护套管把电阻体与有害气氛隔离,P,t,10和P,t,100。,二、标准化热电阻1铂电阻Pt10和Pt100。,7,热工测量仪表第3章,8,二、标准化热电阻,2 铜电阻,特点：电阻值与温度关系几乎线性，电阻温度系数较大，材料易提纯，价格较便宜。,测温范围：50-150,0,C,应用范围：测量准确度要求不是很高，温度较低的场合。,缺点：250,0,C以上容易氧化，故只能在低温及没有腐蚀的介质中应用，铜的电阻率较小，,=0.017.mm,2,/m,，铜的热电阻体积较大。,二、标准化热电阻2 铜电阻,9,薄膜型及普通型铂热电阻,薄膜型及普通型铂热电阻,10,汽车用水温传感器及水温表,铜热电阻,汽车用水温传感器及水温表铜热电阻,11,铂电阻温度显示、变送器,铂电阻温度显示、变送器,12,三、工业用热电阻的结构,一 结构,由热电阻体、引出线、绝缘骨架、保护套管、接线盒等部分组成,1 绝缘骨架,作用：缠绕、支撑和固定热电阻丝的支架。它的质量影响技术指标。,目前常用的材料:云母,玻璃,石英,陶瓷,塑料,2 热电阻体,(1)云母骨架热电阻,(2)玻璃骨架热电阻,(3)陶瓷骨架热电阻,(4)塑料骨架热电阻,三、工业用热电阻的结构2 热电阻体(1)云母骨架热电阻(2),13,2 热电阻体,（1）云母骨架热电阻：用直径为0.03-0.07 mm 的铂丝，采用双线无感绕制法绕在锯齿形云母骨架上，两面再各加云母片绝缘，外面用铆钉及陶瓷卡件夹持而成。在装入保护套管时，云母骨架热电阻体的两面各绑一个完成半圆形的弹簧片，它的作用是把电阻体固定在保护套管中间，这样即可增加抗震及抗冲击性能，又可加强热传导，减小测温后的之后和自热影响丝。使用温度500,0,C以下。,三、工业用热电阻的结构,一、结构,三、工业用热电阻的结构一、结构,14,3 引出线,1)定义：由,热电阻体至接线端子的连接导线,称为,引出线,。,2）问题：引出线有电阻值，影响测量精度。,3）解决方法：,（1）选择特定材料,内引出线要选用纯度高，与电阻丝、接线端子之间产生的热电势小，而且在最高使用温度下不挥发、抗氧化、不变质的材料。工业用铂电阻用,银丝作引出线,，高温下用镍丝作引出线。铜和镍电阻可用,铜丝和镍丝,作引出线。引出线的直径比电阻丝的直径大得多，这样可减少引出线电阻。,三、工业用热电阻的结构,一、结构,3 引出线三、工业用热电阻的结构一、结构,15,国产热电阻有二线制，三线制，四线制。,（1）两线制：在热电阻的电阻丝两端各连接一根导线的引出线方式。这种热电阻测温时都存在引出线电阻变化产生的附加误差。,(2)三线制：在热电阻体的电阻丝的一端连接两根引出线，另一端连接一根引出线。测温时它可以消除引出线电阻的影响，故测温准确度高于两线制电阻。,三、工业用热电阻的结构,3）解决方法：,（2）接线方式,3 引出线,一、结构,国产热电阻有二线制，三线制，四线制。三、工业用热电阻的结构3,16,(3)四线制:在热电阻体的电阻丝两端各连出两根引出线。测温时，它不仅可以消除引出线电阻的影响，还可以消除连接导线间接触电阻及其阻值变化的影响。四线制多用在标准铂电阻的引出线上。,三、工业用热电阻的结构,3）解决方法：,2）接线方式,3 引出线,(3)四线制:在热电阻体的电阻丝两端各连出两根引出线。测温时,17,二 铠装热电阻,1)工艺：将电阻体（感温元件)焊到由金属保护套管，绝缘材料和金属导线三者拉伸而成的细管导线上形成的，然后再外面再焊一段短管做保护套管，在热电阻体与保护套管之间填满绝缘材料，最后焊上封头。,2）优点：,1)尺寸小，响应速度快。,2）机械性能好，耐震动和冲击。,3）除感温元件外，其它部分可弯曲，适合复杂结构。,4)不易侵蚀，寿命长,三、工业用热电阻的结构,二 铠装热电阻2）优点：三、工业用热电阻的结构,18,三 膜式铂电阻,厚膜和薄膜。,1.厚膜铂电阻是在一陶瓷基片上印制出条状铂膜形成的。由于铂膜很薄，又在陶瓷基片上，所以测温响应时间很小，约0.1s。2.薄膜铂电阻则是利用真空镀膜的方法将铂镀在陶瓷基片上形成的，其形状和厚膜差不多，只是尺寸更小，响应时间更短。,三、工业用热电阻的结构,三 膜式铂电阻三、工业用热电阻的结构,19,热电,阻,名称,代,号,分,度,号,R,0,R,100,/R,0,测量,范围,基本误差,公称值,允许,误差,名义,值,允许,误差,温度,范围,（）,允许,值,（）,铜热,电阻,WZC,Cu50,Cu100,50,0.05,1.428,0.002,-50150,-50150,100,0.1,铂热,电阻,WZP,Pt10,Pt100,10,A级,0.006,B级,0.012,1.385,0.001,-200,850,-200,850,100,A级,0.006B级,0.012,镍热,电阻,WZN,Ni100,Ni300,Ni500,100,300,500,0.1,0.2,0.3,1.617,0.003,-60180,-600,0180,热电代分R0R100/R0测量基本误差公称值允许名义允许温度,20,半导体热敏电阻,一,、半导体热敏电阻的材料和温度特性,二、半导体热敏电阻的结构和应用,半导体热敏电阻一、半导体热敏电阻的材料和温度特性,21,一、半导体热敏电阻的材料和温度特性,1 材料：,金属的氧化物，氯化物，碳酸盐，硝酸盐（,铁，镍，锰，钼，钛，镁，铜等的）,2 温度特性。,1）负电阻温度特性，,Mn0,2,Mn(NO),3,CuO,Cu(NO),2,等化合物,2）,正温度特性，,NiO,2,ZrO,2,等化合物,材料不同，温度特性不同,3）用的最多的是,负温度特性的热敏电阻,一、半导体热敏电阻的材料和温度特性1 材料：金属的氧化物,22,图43热敏电阻的温度特性,图43热敏电阻的温度特性,23,二、半导体热敏电阻的结构和应用,1 结构：有珠形、圆片形、棒形。,2 工业测量主要用珠形。,将珠形热敏电阻烧结在两根铂丝上，外面涂敷玻璃层，并用杜美丝与铂丝相接引出，外面再用玻璃管作保护套管，保护套管外径在3-5mm之间，若把热敏电阻配上不平衡电桥和指示仪表，则成为半导体点温度计。,二、半导体热敏电阻的结构和应用,24,热敏电阻的外形、结构及符号,a）圆片型热敏电阻 b）柱型热敏电阻 c）珠型热敏电阻 d）铠装型 f）图形符号,1热敏电阻 2玻璃外壳 3引出线 4紫铜外壳 5传热安装孔,热敏电阻的外形、结构及符号a）圆片型热敏电阻 b）柱型热,25,热敏电阻温度面板表,热敏电阻,LCD,热敏电阻温度面板表 热敏电阻LCD,26,热敏电阻体温表,热敏电阻体温表,27,3 测温范围：-100+300,0,C,4 特点：与金属热电阻相比,1）优点：,（1)灵敏度高。,（2）电阻率,很大，体积很小，连接导线电阻变化的影响可忽略。,（3）结构简单，可测量点的温度。,（4）热惯性小，响应快。,二、半导体热敏电阻的结构和应用,2）缺点,（1）互换性差,（2）电阻和温度的关系不稳定，随时间变化,3 测温范围：-100+3000C二、半导体热敏电阻的结,28,