第04章温度测量VIP免费

第四章温度测量4.0概述4.1热电偶测温4.2热电阻测温4.3其他接触式测温仪表4.4接触式测温技术及误差分析4.5非接触式温度测量4.2热电阻测温4.2热电阻测温热电阻测温原理及特点常用的热电阻元件热电阻测温元件的结构热电阻值的测量热电阻元件的校验及误差分析4.2.1原理及特点原理：导体或半导体的电阻随温度变化的性质大多数金属在温度升高1℃时电阻将增加0.4～0.6％。半导体电阻一般随温度升高而减小，其灵敏度比金属高，每升高1℃，电阻约减小2~6％。热电阻测温的特点优点:信号灵敏度高;与热电偶相比，无需参比温度；信号可以远传;金属热电阻稳定性高、准确度高、互换性好，可以用作基准仪表。缺点:需要电源;自热，影响测量精度;测温上限，铂电阻上限低于1000℃热电阻的材料用于制造热电阻的材料，要求电阻率、电阻温度系数大；热容量、热惯性要小；电阻与温度的关系近于线性；材料的物理、化学性质要稳定，复现性好，易提纯；价格尽可能便宜。常用热电阻种类主要有铂电阻、铜电阻和半导体热敏电阻。4.2.2常用的热电阻元件1、铂电阻温度计铂的优点：稳定性好、耐氧化性能很强。物性稳定。ITS-90规定，在-259.34℃～630.74℃范围，铂电阻温度计作为基准温度仪器。易提纯，铂电阻精度高，复现性好；工艺性好，可制极细的铂丝（<0.02mm）或极薄的铂箔。铂的电阻率较高。铂的缺点：电阻温度系数比较小（3.9×10-3/℃）；价格高。铂丝纯度的表示(百度电阻比W100)定义：铂电阻在100℃时电阻值R100与0℃时电阻值R0之比，即W100=R100/R0。W100越大，其纯度越高。目前W100已达到1.3930，其相应的铂纯度为99.9995%。ITS-90规定，作为标准仪器的铂电阻W100应大于1.3925。一般工业用铂电阻的Wl00应大于1.3850。铂电阻的种类标准铂电阻有10和25；我国已采用IEC（国际电工委员会）标准制作工业铂电阻，使用温度为-200~850C；工业用铂电阻分度号为Pt100和Pt10，其中Pt100较常用；Pt10采用的铂丝较粗，主要用于600℃以上;铂电阻与温度的关系式中:R0为温度为0℃时铂电阻的电阻值（Pt100为100，Pt10为10）；R(t)为温度为t时铂电阻的电阻值；2008501tRtRAtBt℃33.9080210/A℃725.801910/B℃1244.2735010/C℃23020001100tRtRAtBtCtt℃℃2、铜电阻温度计铜电阻普遍用于测量精度要求不高、温度较低的场合，测量-50~150℃的温度。在此温度范围内，铜电阻和温度呈线性关系：0314.25~4.2810RtRt℃铜电阻的缺点1、电阻率小。制成相同阻值的电阻时，铜电阻丝要细，因此机械强度不高，或者就要长，使体积增大。2、铜很容易氧化，工作温度的上限为150℃。3、铜电阻价格便宜，因此仍被广泛采用。8Cu8Pt1.710/m9.8110/m3、半导体热敏电阻温度计在-50～350℃、测温要求不高的场合，通常采用半导体热敏温度传感器。如家电、汽车的温度控制。半导体热敏电阻通常用铁、镍、锰、钴、钼、钛、镁、铜等复合氧化物高温烧结而成。大多数半导体热敏电阻具有负的温度系数。热敏电阻的主要优点较大的负电阻温度系数，比热电阻大1~2个数量级，可降低传感器后面调理电路的要求；热惯性小，响应快，适用温度变化快的场合；电阻值大，连接导线的电阻变化的影响可忽略；体积小（最小珠状热敏电阻直径仅0.1～0.2mm），可用来测量“点温”;结构简单、坚固，能承受较大的冲击、振动；价格低廉。热敏电阻的主要缺点阻值与温度关系的非线性严重；元件的一致性差，互换性差；元件易老化，稳定性较差；除特殊高温热敏电阻外，绝大多数热敏电阻仅适合0～150℃范围.4.2.3热电阻的结构1、工业热电阻的基本结构热电阻主要由感温元件、内引线、保护管3部分组成。通常还具有与外部测量及控制装置、机械装置连接的部件。它的外形与热电偶相似，使用时要注意避免用错。热电阻感温元件是用来感受温度的电阻器。它是热电阻的核心部分，由电阻丝及绝缘骨架构成。品种代号电阻比适用范围1号铂丝Pt11.3925制造标准铂电阻温度计2号铂丝Pt21.3850...