溫度傳感器(熱電偶、熱阻)的種類

溫度傳感器是檢測溫度的設(shè)備，其種類多為zui，zui廣泛，zui發(fā)展迅速。 眾所周知，日常使用的材料和電子部件的大部分特性會(huì)隨溫度而變化，因此這里介紹zui中常用的熱電阻和熱電偶兩種產(chǎn)品。

1 .熱電偶的工作原理

在兩個(gè)不同的導(dǎo)體和半導(dǎo)體器件a和b構(gòu)成一個(gè)電路并且它們的兩端相互連接的情況下，只要兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的溫度不同，一個(gè)溫度稱為t，一個(gè)溫度稱為工作端或者熱端，另一個(gè)溫度稱為TO，一個(gè)溫度稱為自由端(也稱為參考端)或者冷端，在電路中產(chǎn)生電流，并且如圖2 a所示，電路中存在電流 因溫度而產(chǎn)生電動(dòng)勢的現(xiàn)象叫做塞貝克效應(yīng)。 與塞貝克相關(guān)的效果有兩個(gè)。 一個(gè)是在兩個(gè)不同的導(dǎo)體的連接部位流過電流時(shí)，在此吸收或放出熱量(依賴于電流的方向)，由此被稱為帕爾貼效應(yīng)的第二個(gè)是在具有溫度梯度的導(dǎo)體中流過電流時(shí)，導(dǎo)體吸收或放出熱量(依賴于電流相對(duì)于溫度梯度的方向)稱為湯姆遜效應(yīng) 兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體組合稱為熱電偶。 熱電偶的熱電勢EAB(T，T0 )由接觸電位和溫差電位合成。 接觸電位是兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體接觸產(chǎn)生的電位，該電位與兩種導(dǎo)體或半導(dǎo)體的性質(zhì)和接觸點(diǎn)的溫度有關(guān)。 溫度差電位是指相同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體在溫度不同的兩端產(chǎn)生的電位，該電位僅與導(dǎo)體或半導(dǎo)體的性質(zhì)和兩端的溫度有關(guān)，與導(dǎo)體的長度、截面的大小、沿其長度方向的溫度分布無關(guān)。 接觸電位和溫度差電位都是集中在接觸部位的電子數(shù)不同引起的電位，熱電偶測定的熱電勢是兩者的合成。 電路被切斷后，切斷部位a、b之間存在電動(dòng)勢差δv，其極性和大小與電路中的熱電勢一致。 冷端電流從a流向b時(shí)，規(guī)定a為正極，b為負(fù)極。 實(shí)驗(yàn)表明，δv小時(shí)，δv與δt成正比關(guān)系。 將δv對(duì)δt的微分熱電勢定義為熱電勢率，也稱為塞貝克系數(shù)。 塞貝克系數(shù)的符號(hào)和大小取決于構(gòu)成熱電偶的兩種導(dǎo)體的熱電特性和節(jié)點(diǎn)的溫差。

2 .熱電偶的種類

現(xiàn)在，國際電工委員會(huì)( IEC )推薦t型、e型、j型、k型、n型、b型、r型、s型8種熱電偶作為標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶。

熱阻

1 .熱阻材料特性

導(dǎo)體的電阻值根據(jù)溫度變化而變化，通過測量其電阻值來推測被測定物的溫度，利用該原理構(gòu)成的傳感器是電阻溫度傳感器，該傳感器主要是在-200所使用的500℃溫度范圍內(nèi)的溫度測量。

純金屬是熱阻的主要制造材料，熱阻的材料應(yīng)具有以下特性

①電阻溫度系數(shù)大幅度穩(wěn)定，電阻值與溫度之間有良好的線性關(guān)系。 ②電阻率高，熱容量小，反應(yīng)速度快。 ③材料重現(xiàn)性和技術(shù)性好，價(jià)格低；。 ④在測溫范圍內(nèi)化學(xué)物理特性穩(wěn)定。

目前在工業(yè)中應(yīng)用zui寬鉑和銅，制備了標(biāo)準(zhǔn)測溫電阻體。

2 .鉑電阻器

鉑測溫電阻體與溫度的關(guān)系接近線性，在0~630.74℃的范圍內(nèi)，Rt=R0(1+At+Bt2)(2-1)為-190~0℃的范圍內(nèi)，Rt=R0(1+At+Bt2十Ct3)(2-2)式中RO，Rt為溫度0°； 和t°； 時(shí)鉑電阻的電阻值，t為任意溫度，a、b、c為溫度系數(shù)，由實(shí)驗(yàn)決定，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)可知，若R0值不同，則即使在相同溫度下Rt值也不同.

3 .銅電阻

測溫精度不高，測溫范圍較小時(shí)，可以用銅電阻代替鉑電阻。 在-50~150℃的溫度范圍內(nèi)，銅電阻與溫度呈線性關(guān)系，電阻與溫度關(guān)系的公式為Rt=R0(1+At)(2-3)，A=4.25×； 10-3~4.28 &時(shí)間； 10-3℃是銅電阻的溫度系數(shù)

　　

本文熱電偶高頻詞： 測溫  電勢 

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