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產(chǎn)品目錄

溫度傳感器（熱電偶，熱電阻）的種類

更新時間：2012-03-27　點擊量：4445

溫度傳感器是檢測溫度的器件，其種類zui多，應用zui廣，發(fā)展zui快。*，日常使用的材料及電子元件大部分特性都隨溫度而變化，在此我們暫時介紹zui常用的熱電阻和熱電偶兩類產(chǎn)品。

　　1.熱電偶的工作原理

　　當有兩種不同的導體和半導體A和B組成一個回路，其兩端相互連接時，只要兩結(jié)點處的溫度不同，一端溫度為T，稱為工作端或熱端，另一端溫度為TO，稱為自由端（也稱參考端）或冷端，則回路中就有電流產(chǎn)生，如圖2-1（a）所示，即回路中存在的電動勢稱為熱電動勢。這種由于溫度不同而產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象稱為塞貝克效應。與塞貝克有關(guān)的效應有兩個：其一，當有電流流過兩個不同導體的連接處時，此處便吸收或放出熱量（取決于電流的方向），稱為珀爾帖效應；其二，當有電流流過存在溫度梯度的導體時，導體吸收或放出熱量（取決于電流相對于溫度梯度的方向），稱為湯姆遜效應。兩種不同導體或半導體的組合稱為熱電偶。熱電偶的熱電勢EAB（T，T0）是由接觸電勢和溫差電勢合成的。接觸電勢是指兩種不同的導體或半導體在接觸處產(chǎn)生的電勢，此電勢與兩種導體或半導體的性質(zhì)及在接觸點的溫度有關(guān)。溫差電勢是指同一導體或半導體在溫度不同的兩端產(chǎn)生的電勢，此電勢只與導體或半導體的性質(zhì)和兩端的溫度有關(guān)，而與導體的長度、截面大小、沿其長度方向的溫度分布無關(guān)。無論接觸電勢或溫差電勢都是由于集中于接觸處端點的電子數(shù)不同而產(chǎn)生的電勢，熱電偶測量的熱電勢是二者的合成。當回路斷開時，在斷開處a，b之間便有一電動勢差△V，其極性和大小與回路中的熱電勢一致，如圖2-1（b）所示。并規(guī)定在冷端，當電流由A流向B時，稱A為正極，B為負極。實驗表明，當△V很小時，△V與△T成正比關(guān)系。定義△V對△T的微分熱電勢為熱電勢率，又稱塞貝克系數(shù)。塞貝克系數(shù)的符號和大小取決于組成熱電偶的兩種導體的熱電特性和結(jié)點的溫度差。

　　2.熱電偶的種類

　　目前，電工委員會（IEC）推薦了8種類型的熱電偶作為標準化熱電偶，即為T型、E型、J型、K型、N型、B型、R型和S型。

　　熱電阻

　　1.熱電阻材料的特性

　　導體的電阻值隨溫度變化而改變，通過測量其阻值推算出被測物體的溫度，利用此原理構(gòu)成的傳感器就是電阻溫度傳感器，這種傳感器主要用于-200—500℃溫度范圍內(nèi)的溫度測量。

　　純金屬是熱電阻的主要制造材料，熱電阻的材料應具有以下特性：

①電阻溫度系數(shù)要大而且穩(wěn)定，電阻值與溫度之間應具有良好的線性關(guān)系。
②電阻率高，熱容量小，反應速度快。
③材料的復現(xiàn)性和工藝性好，價格低。
④在測溫范圍內(nèi)化學物理特性穩(wěn)定。

　　目前，在工業(yè)中應用zui廣的鉑和銅，并已制作成標準測溫熱電阻。

　　2．鉑電阻

　　鉑電阻與溫度之間的關(guān)系接近于線性，在0～630.74℃范圍內(nèi)可用下式表示Rt＝R0（1+At+Bt2）（2-1）在-190～0℃范圍內(nèi)為Rt＝R0（1+At+Bt2十Ct3）（2-2）式中，RO、Rt為溫度0°及t°時鉑電阻的電阻值，t為任意溫度，A、B、C為溫度系數(shù)，由實驗確定，A＝3.9684×10-3/℃，B＝-5.847×10-7／℃2，C＝-4.22×10-l2/℃3。由式（2-1）和式（2-2）看出，當R0值不同時，在同樣溫度下，其Rt值也不同。

　　3．銅電阻

　　在測溫精度要求不高，且測溫范圍比較小的情況下，可采用銅電阻做成熱電阻材料代替鉑電阻。在-50～150℃的溫度范圍內(nèi)，銅電阻與溫度成線性關(guān)系，其電阻與溫度關(guān)系的表達式為Rt＝R0（1+At）（2-3）式中，A＝4.25×10-3～4.28×10-3℃為銅電阻的溫度系數(shù)

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