【正文】 Cu100 第七章 熱電式傳感器 哈爾濱工業(yè)大學(xué) ?銅電阻的特點(diǎn) ? 電阻率小 ； ? 容易氧化 ； ? 價格便宜 。 ② Rp的觸點(diǎn)接觸電阻和檢流計(jì)串聯(lián)，接觸電阻的不穩(wěn)定不會破壞電橋的平衡和正常工作狀態(tài)。 圖中 R R R3為固定電阻， Rp為調(diào)零電位器 第七章 熱電式傳感器 R1 R2 R3 E Rt G Rp r1 r2 r3 r4 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 其它熱電阻 ? 鐵 /鎳熱電阻：電阻溫度系數(shù)比鉑和銅高，電阻率也較大，可做成體積小、靈敏度高的溫度計(jì)，但易氧化，不宜提純且電阻與溫度非線性，僅用于 50~100℃ ；用的較少。 ? 錳電阻： 271~210℃ ；靈敏度高，但脆性高，易損壞； ? 炭電阻： 273~℃ ；熱容量小，靈敏度高，價格低，易操作，但熱穩(wěn)定性較差。 72 熱敏電阻傳感器 熱敏電阻是用半導(dǎo)體材料制成的熱敏器件，與金屬熱電阻比較而言，具有 溫度系數(shù)高 ， 靈敏度高 ， 熱慣性好（適宜動態(tài)測量） 但其 穩(wěn)定性和互換性較差 。 一、工作原理 第七章 熱電式傳感器 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 半導(dǎo)體這種溫度特性，是因?yàn)榘雽?dǎo)體的導(dǎo)電方式是載流子（電子、空穴）導(dǎo)電。 隨著溫度的升高 ，半導(dǎo)體中參加導(dǎo)電的載流子數(shù)目就會增多，故 半導(dǎo)體導(dǎo)電率就增加，它的電阻率也就降低了 。它是由某些金屬氧化物按不同的配方比例燒結(jié)制成的。 第七章 熱電式傳感器 哈爾濱工業(yè)大學(xué) NTC熱敏電阻的材料是一種由錳（ Mn）、鎳（ Ni）、銅（ Cu）、鈷（ Co）、鐵（ Fe）等金屬氧化物按一定比例混合燒結(jié)而成的半導(dǎo)體，改變混合物的成分和配比就可以獲得測溫范圍、阻值及溫度系數(shù)不同 NTC熱敏電阻 。 NTC熱敏電阻應(yīng)用廣泛。 第七章 熱電式傳感器 哈爾濱工業(yè)大學(xué) CTR熱敏電阻 CTR熱敏電阻是以三氧化二釩與鋇、硅等氧化物，在磷、硅氧化物的弱還原氣氛中混合燒結(jié)而成，它呈半玻璃狀，具有負(fù)溫度系數(shù)。 CTR熱敏電阻隨溫度變化的特性屬劇變型，具有開關(guān)特性，如左圖所示。 因此又稱這類熱敏電阻為臨界熱敏電阻 。其溫度特性曲線如左圖所示，從特性曲線上可以看到 PTC熱敏電阻具有以下特性： (1) 當(dāng)溫度低于居里點(diǎn) TC時，具有半導(dǎo)體特性； (2) 當(dāng)溫度高于居里點(diǎn) TC時，電阻值隨溫度升高而急劇增大，至 TN溫度時出現(xiàn)負(fù)阻現(xiàn)象； (3) 具有通電瞬間產(chǎn)生強(qiáng)大電流而后很快衰減的特性。還可以用 PTC組成發(fā)熱元件，功率一般為幾瓦到數(shù)百瓦。 V（電壓） Ia Im I（電流） d 0 a b c 曲線分四段， 0－ a段： 電流小于 Ia，功耗小，電流不足以使熱敏電阻發(fā)熱，元件上的溫度基本是環(huán)境溫度。 a－ b段： 隨著電流增加，熱敏電阻功耗增加，導(dǎo)致電流加熱引起熱敏電阻自身溫度超過環(huán)境溫度（介質(zhì)溫度），其阻值降低，因此出現(xiàn) 非線性正阻區(qū) ，電流增長速度＞阻值減小的速度。 第七章 熱電式傳感器 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 0－ a段：正常使用熱敏電阻測溫時。 熱敏電阻非線性嚴(yán)重，使用中要進(jìn)行非線性補(bǔ)償。 第七章 熱電式傳感器 哈爾濱工業(yè)大學(xué) ? 熱敏電阻的特點(diǎn) ? 電阻溫度系數(shù)大，靈敏度高； ? 形狀多樣，體積小，熱慣性小，響應(yīng)速度快； ? 電阻值大，遠(yuǎn)距離測量時可不考慮導(dǎo)線電阻的影響； ? 在 50?C~350?C范圍內(nèi)具有良好的穩(wěn)定性； ? 阻值分散性大、復(fù)現(xiàn)性差； ? 非線性大； ? 老化較快。 第七章 熱電式傳感器 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 熱敏電阻的結(jié)構(gòu) 第七章 熱電式傳感器 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 實(shí)物圖片 第七章 熱電式傳感器 ： 5mW/℃ : 10S : 40℃ ~~~ +110℃ 主要用于電飯鍋等烹飪用具。耐腐防潮 ： 5mW/℃ : 10S : 40℃ ~~~ +110℃ 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 第七章 熱電式傳感器 銅質(zhì)外殼， PVC導(dǎo)線， 用于空調(diào)、飲水機(jī) 銅制、不銹鋼外殼，PVC導(dǎo)線，用于熱水器 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 第七章 熱電式傳感器 MZ4系列加熱用 PTC熱敏電阻 MZ5汽車測溫用 PTC熱敏電阻 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 第七章 熱電式傳感器 MZ41系列卷發(fā)器用 PTC熱敏電阻 MZ6系列電機(jī)保護(hù)用 PTC熱檢測器 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 167。即在這兩種金屬構(gòu)成的閉合回路中，對兩個接頭的中一個加熱即可產(chǎn)生電流。由于冷、熱兩個端（接頭）存在溫差而產(chǎn)生的電勢差 e，就是溫差熱電勢。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 第七章 熱電式傳感器 將兩根不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體（ A和 B）聯(lián)接起來構(gòu)成一個回路，如果兩個接合點(diǎn)處的溫度不同（ T0≠T），則在兩導(dǎo)體向產(chǎn)生熱電勢，并在回路中有一定大小的電流，這種現(xiàn)象稱為 熱電效應(yīng) 。測溫時： ? 結(jié)點(diǎn) 2置于被測溫度場中，稱為測量端（工作端、熱端）； ? 結(jié)點(diǎn) 1處于某一恒定溫度（或已知溫度），稱為參考端（自由端或冷端）。 Et — 熱電偶的熱電勢； 第七章 熱電式傳感器 哈爾濱工業(yè)大學(xué) A B 1 T0 T 2 熱電偶示意圖 A B T0 T 測量儀表或電路 熱電偶與測量儀表連接示意圖 第七章 熱電式傳感器 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 熱電偶的熱電勢 經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，熱電勢實(shí)際上由 接觸電勢 和 溫差電勢 組成。 電子的擴(kuò)散速率與兩導(dǎo)體的電子密度有關(guān)并和接觸區(qū)的溫度成正比。這個電場阻礙了電子繼續(xù)擴(kuò)散，達(dá)到動態(tài)平衡時，在接觸區(qū)形成一個穩(wěn)定的電位差，即接觸電動勢。 A B T0 T 接觸電勢 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 同一導(dǎo)體中的，如果兩端溫度不同，在兩端間會產(chǎn)生電動勢 ，即產(chǎn)生單一導(dǎo)體的溫差電動勢，這是由于導(dǎo)體內(nèi)自由電子在高溫端具有較大的動能，因而向低溫端擴(kuò)散的結(jié)果。溫差電動勢的大小與導(dǎo)體的性質(zhì)和兩端的溫差有關(guān)。 （表示導(dǎo)體 A兩端的溫度差為 1℃ 時所產(chǎn)生的溫差電動勢 ） 第七章 熱電式傳感器 A B T0 T 溫差電勢 T T0 哈爾濱工業(yè)大學(xué) (3) 回路總電勢 回路接觸電勢 回路溫差電勢 第七章 熱電式傳感