1、熱電式傳感器熱電式傳感器9:16 PM1工作原理-壓電效應(yīng)壓電材料(石英、壓電陶瓷）特性等效電路及測(cè)量電路壓電傳感器的應(yīng)用超聲波傳感器的原理及應(yīng)用SAW傳感器的原理及應(yīng)用上次課內(nèi)容回顧上次課內(nèi)容回顧9:16 PM2電子體溫計(jì)電子體溫計(jì)9:16 PM3布莫讓星云布莫讓星云- -272272 恒星中心恒星中心 6060億億 溫度概述溫度概述 溫度（溫度（temperaturetemperature）是表示物體）是表示物體冷熱冷熱程度的程度的物理量物理量，微觀上來(lái)講是物體微觀上來(lái)講是物體分子熱運(yùn)動(dòng)分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈的劇烈程度程度。溫度只能通過(guò)。溫度只能通過(guò)物物體體隨溫度變化的某些特性來(lái)隨溫度變化的某些

2、特性來(lái)間接測(cè)量間接測(cè)量，而用來(lái)，而用來(lái)量度量度物體溫度物體溫度數(shù)值的標(biāo)尺叫數(shù)值的標(biāo)尺叫溫標(biāo)溫標(biāo)。9:16 PM4物物理理現(xiàn)現(xiàn)象象體積熱膨脹體積熱膨脹電阻變化電阻變化溫差電現(xiàn)象溫差電現(xiàn)象導(dǎo)磁率變化導(dǎo)磁率變化電容變化電容變化壓電效應(yīng)壓電效應(yīng)超聲波傳播速度變化超聲波傳播速度變化物質(zhì)物質(zhì) 顏色顏色PN結(jié)電動(dòng)勢(shì)結(jié)電動(dòng)勢(shì)晶體管特性變化晶體管特性變化可控硅動(dòng)作特性變化可控硅動(dòng)作特性變化熱、光輻射熱、光輻射種種類類鉑測(cè)溫電阻、熱敏電阻鉑測(cè)溫電阻、熱敏電阻熱電偶熱電偶BaSrTiO3陶瓷陶瓷石英晶體振動(dòng)器石英晶體振動(dòng)器超聲波溫度計(jì)超聲波溫度計(jì)示溫涂料示溫涂料 液晶液晶半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管晶體管半導(dǎo)體集成電路

3、溫度傳感器晶體管半導(dǎo)體集成電路溫度傳感器可控硅可控硅輻射溫度傳感器輻射溫度傳感器 光學(xué)高溫計(jì)光學(xué)高溫計(jì)1.氣體溫度計(jì)氣體溫度計(jì) 2. 玻璃制水銀溫度計(jì)玻璃制水銀溫度計(jì)3.玻璃制有機(jī)液體溫度計(jì)玻璃制有機(jī)液體溫度計(jì) 4.雙金屬溫度計(jì)雙金屬溫度計(jì)5.液體壓力溫度計(jì)液體壓力溫度計(jì) 6. 氣體壓力溫度計(jì)氣體壓力溫度計(jì)1 熱鐵氧體熱鐵氧體 2 Fe-Ni-Cu合金合金9:16 PM5熱電式傳感器熱電式傳感器 一一 熱電偶傳感器熱電偶傳感器 ( (重點(diǎn)）重點(diǎn)） 二二 PNPN結(jié)溫度傳感器結(jié)溫度傳感器 三三 熱釋電傳感器熱釋電傳感器 四四 熱敏電阻傳感器熱敏電阻傳感器 9:16 PM6熱電極熱電極A A自由（

4、參考自由（參考端、冷端）端、冷端） 測(cè)量（工作測(cè)量（工作端、熱端）端、熱端） 熱電勢(shì)熱電勢(shì)A AB B熱電極熱電極B B 熱電偶傳感器熱電偶傳感器 1.1.熱電效應(yīng)熱電效應(yīng)（溫差電現(xiàn)象或塞貝克效應(yīng)）（溫差電現(xiàn)象或塞貝克效應(yīng)）9:16 PM7 回路中所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，叫熱電勢(shì) 熱電勢(shì)由兩部分組成:接觸電勢(shì)溫差電勢(shì)T0TBA熱電極熱電極熱端熱端（工作端）（工作端）冷端冷端（參比端）（參比端）熱電極熱電極9:16 PM8接觸電勢(shì)原理圖+ABTEAB(T)-1 1）兩種導(dǎo)體的接觸熱電勢(shì)）兩種導(dǎo)體的接觸熱電勢(shì) 由于不同金屬間的電子濃度不同由于不同金屬間的電子濃度不同, , 造成的電子擴(kuò)散造成的電子擴(kuò)散:

5、: 從高濃度金屬向低濃度金屬擴(kuò)散從高濃度金屬向低濃度金屬擴(kuò)散, , 直到兩者達(dá)到動(dòng)態(tài)直到兩者達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡為止平衡為止. .9:16 PM9 lnAABBKTNETNeT T端：端：00lnAABBKTNETeNT T0 0 端：端： 00()lnAABABBK TTNETETeN回路總接觸電動(dòng)勢(shì)：回路總接觸電動(dòng)勢(shì)： 接觸電動(dòng)勢(shì)的大小與導(dǎo)體的材料、接點(diǎn)的溫度接觸電動(dòng)勢(shì)的大小與導(dǎo)體的材料、接點(diǎn)的溫度有關(guān)，而與導(dǎo)體的直徑、長(zhǎng)度、幾何形狀等無(wú)關(guān)有關(guān)，而與導(dǎo)體的直徑、長(zhǎng)度、幾何形狀等無(wú)關(guān)。9:16 PM102)2) 溫差電動(dòng)勢(shì)溫差電動(dòng)勢(shì)/ /湯姆遜效應(yīng)湯姆遜效應(yīng)00,TAATET TdTA A導(dǎo)體：導(dǎo)體

6、：TT0+-9:16 PM113)3) 總熱電動(dòng)勢(shì)總熱電動(dòng)勢(shì))(TEAB)(0TEAB),(0TTEA),(0TTEBdTnnTTekdTTETETTETTBABATTBAABABAB00)(ln)()()()()(000，9:16 PM124) 4) 導(dǎo)體材料確定后，熱電勢(shì)的大小只與熱電偶兩端的溫導(dǎo)體材料確定后，熱電勢(shì)的大小只與熱電偶兩端的溫度有關(guān)。如果使度有關(guān)。如果使E EABAB( (T T0 0)=)=常數(shù)常數(shù)，則回路熱電勢(shì)，則回路熱電勢(shì)E EABAB( (T T，T T0 0) )就就只與溫度只與溫度T T有關(guān)，而且是有關(guān)，而且是T T的單值函數(shù)，這就是利用的單值函數(shù)，這就是利用熱電

7、偶熱電偶測(cè)溫的原理測(cè)溫的原理。3) 3) 只有當(dāng)熱電偶兩端溫度不同只有當(dāng)熱電偶兩端溫度不同, , 熱電偶的兩導(dǎo)體材料不熱電偶的兩導(dǎo)體材料不同時(shí)才能有熱電勢(shì)產(chǎn)生。同時(shí)才能有熱電勢(shì)產(chǎn)生。1) ) 熱電偶回路熱電勢(shì)只與組成熱電偶的材料及兩端溫度熱電偶回路熱電勢(shì)只與組成熱電偶的材料及兩端溫度有關(guān)；與熱電偶的長(zhǎng)度、粗細(xì)無(wú)關(guān)。有關(guān)；與熱電偶的長(zhǎng)度、粗細(xì)無(wú)關(guān)。2) 2) 只有用不同性質(zhì)的導(dǎo)體只有用不同性質(zhì)的導(dǎo)體( (或半導(dǎo)體或半導(dǎo)體) )才能組合成熱電偶；才能組合成熱電偶；相同材料不會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)。相同材料不會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)。結(jié)論結(jié)論(4(4點(diǎn)點(diǎn)) )：dTnnTTekdTTETETTETTBABATTBAABA

8、BAB00)(ln)()()()()(000，9:16 PM132 2、熱電偶的基本定律、熱電偶的基本定律 1).1).均質(zhì)導(dǎo)體定律均質(zhì)導(dǎo)體定律 ),(0TTEA),(0TTEA 由一種均質(zhì)導(dǎo)體組成的閉合回路，不論其導(dǎo)體是由一種均質(zhì)導(dǎo)體組成的閉合回路，不論其導(dǎo)體是否存在溫度梯度，回路中沒(méi)有電流否存在溫度梯度，回路中沒(méi)有電流( (即不產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)即不產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)) )；反之，如果有電流流動(dòng)，此材料則一定是非均質(zhì)的；反之，如果有電流流動(dòng)，此材料則一定是非均質(zhì)的，即熱電偶必須采用兩種不同材料作為電極。，即熱電偶必須采用兩種不同材料作為電極。 另外，要求每個(gè)熱電極另外，要求每個(gè)熱電極材質(zhì)均勻材質(zhì)均勻，克服

9、因熱電極，克服因熱電極上各點(diǎn)溫度不同時(shí)造成附加誤差。上各點(diǎn)溫度不同時(shí)造成附加誤差。 9:16 PM142).2).中間導(dǎo)體定律中間導(dǎo)體定律 熱偶回路斷開(kāi)接入第三種導(dǎo)體熱偶回路斷開(kāi)接入第三種導(dǎo)體C C，若，若C C兩端溫度相兩端溫度相同，則回路熱電勢(shì)不變，這為熱電勢(shì)的測(cè)量（接入同，則回路熱電勢(shì)不變，這為熱電勢(shì)的測(cè)量（接入測(cè)量?jī)x表，第三導(dǎo)體）奠定理論基礎(chǔ)。測(cè)量?jī)x表，第三導(dǎo)體）奠定理論基礎(chǔ)。 同理同理, , 加入第四、第五種導(dǎo)體后加入第四、第五種導(dǎo)體后, , 只要加入的導(dǎo)體兩只要加入的導(dǎo)體兩端溫度相等端溫度相等, , 同樣不影響回路中的總熱電勢(shì)同樣不影響回路中的總熱電勢(shì). .9:16 PM15131

10、223( ,)( ,)( ,)ABABABET TET TET T1T2T3T1T3T 3 3）中間溫度定律）中間溫度定律 如果不同的兩種導(dǎo)體材料組成熱電偶回路如果不同的兩種導(dǎo)體材料組成熱電偶回路, ,其接點(diǎn)溫度分其接點(diǎn)溫度分別為別為T T1 1、T T2 2時(shí)時(shí), ,則其熱電勢(shì)為則其熱電勢(shì)為E EABAB( (T T1 1, T, T2 2) )；當(dāng)接點(diǎn)溫度為；當(dāng)接點(diǎn)溫度為T T2 2、T T3 3時(shí)，其熱電勢(shì)為時(shí)，其熱電勢(shì)為E EABAB( (T T2 2, , T T3 3) )；當(dāng)接點(diǎn)溫度為；當(dāng)接點(diǎn)溫度為T T1 1、T T3 3時(shí)，其熱電時(shí)，其熱電勢(shì)為勢(shì)為E EABAB( (T T1

11、 1, , T T3 3) )，則，則9:16 PM16中間溫度定律的應(yīng)用中間溫度定律的應(yīng)用 根據(jù)這個(gè)定律，將熱電偶冷端延伸到溫度恒定根據(jù)這個(gè)定律，將熱電偶冷端延伸到溫度恒定的地方，這就為熱電偶回路中的地方，這就為熱電偶回路中應(yīng)用補(bǔ)償導(dǎo)線提供應(yīng)用補(bǔ)償導(dǎo)線提供了理論依據(jù)。了理論依據(jù)。 該定律是參考端溫度計(jì)算修正法的理論依據(jù)。該定律是參考端溫度計(jì)算修正法的理論依據(jù)。在實(shí)際熱電偶測(cè)溫回路中在實(shí)際熱電偶測(cè)溫回路中, , 利用熱電偶這一性質(zhì)利用熱電偶這一性質(zhì), , 可對(duì)參考端溫度不為可對(duì)參考端溫度不為00的熱電勢(shì)進(jìn)行修正。的熱電勢(shì)進(jìn)行修正。9:16 PM174 4）參考（標(biāo)準(zhǔn)）電極定律）參考（標(biāo)準(zhǔn)）電極

12、定律T0T0ABBCCTTTT0A 當(dāng)結(jié)點(diǎn)溫度為當(dāng)結(jié)點(diǎn)溫度為T, TT, T0 0時(shí)，用導(dǎo)體時(shí)，用導(dǎo)體A A，B B組成的熱電偶的熱組成的熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)等于電動(dòng)勢(shì)等于ACAC熱電偶和熱電偶和CBCB熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和。熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和。9:16 PM18 參考電極的實(shí)用價(jià)值在于：參考電極的實(shí)用價(jià)值在于：可大大簡(jiǎn)化熱電偶可大大簡(jiǎn)化熱電偶的選配工作。的選配工作。實(shí)際測(cè)溫中，只要獲得有關(guān)熱電極與實(shí)際測(cè)溫中，只要獲得有關(guān)熱電極與參考電極配對(duì)時(shí)的參考電極配對(duì)時(shí)的熱電勢(shì)值熱電勢(shì)值，那么任何兩種熱電極，那么任何兩種熱電極配對(duì)時(shí)的熱電勢(shì)均可按公式而無(wú)需再逐個(gè)去測(cè)定。配對(duì)時(shí)的熱電勢(shì)均可按公式而無(wú)

13、需再逐個(gè)去測(cè)定。用作參考電極用作參考電極( (標(biāo)準(zhǔn)電極標(biāo)準(zhǔn)電極) )的材料，目前主要為的材料，目前主要為純鉑絲純鉑絲，因?yàn)殂K的熔點(diǎn)高，易提純，且在高溫與常，因?yàn)殂K的熔點(diǎn)高，易提純，且在高溫與常溫時(shí)的物理、化學(xué)性能都比較穩(wěn)定。溫時(shí)的物理、化學(xué)性能都比較穩(wěn)定。9:16 PM1920 【例】熱端為100、冷端為0時(shí)，鎳鉻合金與純鉑組成的熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)為2.95mV，而考銅與純鉑組成的熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)為-4.0mV，求鎳鉻和考銅組合而成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)。20熱電偶的結(jié)構(gòu)形式有：熱電偶的結(jié)構(gòu)形式有：普通型熱電偶普通型熱電偶特殊熱電偶特殊熱電偶鎧裝型熱電偶鎧裝型熱電偶薄膜熱電偶等。薄膜熱電偶等。

14、 3 3、熱電偶的結(jié)構(gòu)與種類、熱電偶的結(jié)構(gòu)與種類9:16 PM21普通型熱電偶結(jié)構(gòu)普通型熱電偶結(jié)構(gòu) 接線盒熱電極熱端絕緣管保護(hù)管9:16 PM229:16 PM23 優(yōu)點(diǎn)：測(cè)溫端熱容量小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快；機(jī)械強(qiáng)度高，優(yōu)點(diǎn)：測(cè)溫端熱容量小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快；機(jī)械強(qiáng)度高，撓性好，可安裝在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的裝置上撓性好，可安裝在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的裝置上。 鎧裝型熱電偶鎧裝型熱電偶9:16 PM24鎧裝型熱電偶外形鎧裝型熱電偶外形法蘭鎧裝型熱電偶可鎧裝型熱電偶可 長(zhǎng)達(dá)上百米長(zhǎng)達(dá)上百米薄壁金屬薄壁金屬 保護(hù)套管保護(hù)套管（鎧體）（鎧體） BA絕緣絕緣 材料材料9:17 PM25快速反應(yīng)薄膜熱電偶快速反應(yīng)薄膜熱電偶特點(diǎn)：熱接點(diǎn)可以做

15、得很?。ㄌ攸c(diǎn)：熱接點(diǎn)可以做得很?。╩m），具有熱容量），具有熱容量小、反應(yīng)速度快（小、反應(yīng)速度快（ss）等特點(diǎn)，適用于微小面積）等特點(diǎn)，適用于微小面積上的表面溫度以及快速變化的動(dòng)態(tài)溫度測(cè)量。上的表面溫度以及快速變化的動(dòng)態(tài)溫度測(cè)量。 9:17 PM269:17 PM27幾種常用熱電偶的測(cè)溫范圍及熱電勢(shì)幾種常用熱電偶的測(cè)溫范圍及熱電勢(shì) 分度號(hào)分度號(hào) 名稱名稱 測(cè)量溫度范圍測(cè)量溫度范圍 10001000 C C熱電勢(shì)熱電勢(shì)/ / mVmVB B鉑銠鉑銠30鉑銠鉑銠6501820 C4.834R R鉑銠鉑銠13鉑鉑-501768 C10.506S S鉑銠鉑銠10鉑鉑-501768 C9.587K K鎳

16、鉻鎳鉻鎳鉻鎳鉻 (鋁鋁) -2701370 C41.276E E鎳鉻銅鎳鎳鉻銅鎳 (康康 銅銅)270800 C?9:17 PM28熱電偶溫度測(cè)量的應(yīng)用熱電偶溫度測(cè)量的應(yīng)用T0TnTnTABCD0TMLRMczRRR、MCZABRRRTTEI0，9:17 PM29儀表儀表AABB1T2TCCDTE0T0T回路內(nèi)的總電動(dòng)勢(shì)為: 002001TeTeTeTeTeTeECAACBADBBDABT00000000TeTeTeTeCAACDBBD 2121TeTeTeTeEABABBAABT9:17 PM30AABB1T2TTE0T0TAB0T 3T1E2E3E儀表儀表3R2R1R3321EEEET),

17、(),(),(31030201TTETTETTEABABAB 9:17 PM31AABB1T2TTE0TAB3T儀表儀表0T0T0TCCCDDD)()(01TETEEDCABT)()(03TETEDCAB)()(02TETEDCAB)()()(201TETETEEABABABT)()()(030TETETEABABAB),(),(),(030201TTETTETTEEABABABT)()(00TETEBADC)(0TEAB9:17 PM325 5、熱電偶測(cè)溫線路、熱電偶測(cè)溫線路9:17 PM33在高注入的條件下：在高注入的條件下：kTqUkTqUeIeII00) 1(kTEgeTTfI2230

18、)(CTTfTTf為一常數(shù)作用可互相抵消，使與給定二極管2323)()()ln(ln2ICqkTqEUg 保持保持I I恒定，則恒定，則U U與與T T成線性關(guān)系，這就是成線性關(guān)系，這就是PNPN結(jié)的測(cè)溫原理結(jié)的測(cè)溫原理二、二、 PNPN結(jié)型溫度傳感器結(jié)型溫度傳感器9:17 PM34輸出特性呈線性，且測(cè)量精度高輸出特性呈線性，且測(cè)量精度高其靈敏度其靈敏度: :2(lnln )dUkKCIdTq 9:17 PM35IF為恒流源為恒流源,一般一般10100A。調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)R3和和R2改變輸出靈敏改變輸出靈敏度和零電位度和零電位,以得到攝氏和華氏溫度顯示。以得到攝氏和華氏溫度顯示。二極管溫度傳感器原理

19、圖二極管溫度傳感器原理圖9:17 PM369:17 PM37三、三、 熱釋電傳感器熱釋電傳感器 熱釋電效應(yīng)熱釋電效應(yīng):某些晶體（例如硫酸三苷肽、鋯鈦某些晶體（例如硫酸三苷肽、鋯鈦酸鉛鑭、透明陶瓷和聚合物薄膜酸鉛鑭、透明陶瓷和聚合物薄膜 ）在溫度變化）在溫度變化時(shí)，發(fā)生時(shí)，發(fā)生電極化電極化。u 溫度變化，使晶體結(jié)構(gòu)在某些方向上，正負(fù)電荷溫度變化，使晶體結(jié)構(gòu)在某些方向上，正負(fù)電荷 重心不重合，產(chǎn)生了自發(fā)極化，自發(fā)極化矢量的方向重心不重合，產(chǎn)生了自發(fā)極化，自發(fā)極化矢量的方向由負(fù)電重心指向正電重心。由負(fù)電重心指向正電重心。P PS S=P =P TP:P:熱釋電系數(shù)矢量熱釋電系數(shù)矢量9:17 PM38

20、 熱釋電傳感器是一種熱輻射探測(cè)器，可用于非接熱釋電傳感器是一種熱輻射探測(cè)器，可用于非接觸式溫度測(cè)量觸式溫度測(cè)量。 設(shè)溫度變化率為設(shè)溫度變化率為dT/dt,dT/dt,電極面積為電極面積為A,A,束縛束縛電荷面密度等于電荷面密度等于PsPs，PsPs對(duì)時(shí)間的化率為對(duì)時(shí)間的化率為dPs/dt,dPs/dt,則輸出電流則輸出電流II為為: : II正比于溫度變化速率正比于溫度變化速率 9:17 PM39 熱輻射探測(cè)器結(jié)構(gòu)和等效電路如圖熱輻射探測(cè)器結(jié)構(gòu)和等效電路如圖: : 輸入端是一個(gè)窗口，讓經(jīng)調(diào)制的熱輻射進(jìn)入產(chǎn)生電荷，輸入端是一個(gè)窗口，讓經(jīng)調(diào)制的熱輻射進(jìn)入產(chǎn)生電荷， 經(jīng)過(guò)一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管收集電信號(hào)輸出，

21、輸出端是場(chǎng)效應(yīng)管經(jīng)過(guò)一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管收集電信號(hào)輸出，輸出端是場(chǎng)效應(yīng)管的漏極的漏極D,D,源極源極S S和公共地端和公共地端E E9:17 PM40紅外熱成像圖紅外熱成像圖 在生物醫(yī)學(xué)測(cè)量中應(yīng)用范圍非常廣泛。例如醫(yī)用紅外熱像在生物醫(yī)學(xué)測(cè)量中應(yīng)用范圍非常廣泛。例如醫(yī)用紅外熱像儀儀, , 它可用于人體多個(gè)部位它可用于人體多個(gè)部位( (頭部、頸部、心血管、脊椎、四頭部、頸部、心血管、脊椎、四肢血管、乳腺、前列腺、胃腸道等肢血管、乳腺、前列腺、胃腸道等) ) 和多種疾病和多種疾病( (疼痛疼痛, , 乳腺乳腺癌、肺肝癌、胰腺癌、血管瘤等腫瘤癌、肺肝癌、胰腺癌、血管瘤等腫瘤, , 燒傷、放射線灼傷等燒傷、放射

22、線灼傷等) ) 的診斷。的診斷。9:17 PM41 熱電阻熱電阻四、熱電阻溫度傳感器四、熱電阻溫度傳感器金屬熱電阻金屬熱電阻半導(dǎo)體熱電阻半導(dǎo)體熱電阻 幾乎所有物質(zhì)的電阻率都隨其本身溫度變化而變幾乎所有物質(zhì)的電阻率都隨其本身溫度變化而變化，這一物理現(xiàn)象稱為化，這一物理現(xiàn)象稱為熱電阻效應(yīng)熱電阻效應(yīng) 利用熱電阻效應(yīng)制成的溫度敏感元件稱為熱敏電利用熱電阻效應(yīng)制成的溫度敏感元件稱為熱敏電阻阻熱電阻效應(yīng)熱電阻效應(yīng)9:17 PM421 1、金屬熱電阻、金屬熱電阻9:17 PM43材料要求：材料的電阻溫度系數(shù)材料要求：材料的電阻溫度系數(shù)大，且為常數(shù)；大，且為常數(shù)； 材料的物理、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；材料的物理、化學(xué)性

23、質(zhì)穩(wěn)定； 電阻率較大，特性復(fù)現(xiàn)性好；電阻率較大，特性復(fù)現(xiàn)性好；001()TRRTT1 1）鉑熱電阻）鉑熱電阻2 2）銅熱電阻）銅熱電阻 3 3）其它熱電阻）其它熱電阻 低溫、超低溫低溫、超低溫 9:17 PM449:17 PM459:17 PM46薄膜型及普通型鉑熱電阻薄膜型及普通型鉑熱電阻 9:17 PM47小型鉑熱電阻小型鉑熱電阻 9:17 PM48 負(fù)溫度系數(shù)負(fù)溫度系數(shù)（NTCNTC） 正溫度系數(shù)正溫度系數(shù)（PTCPTC） NTCNTC又可分為兩大類：又可分為兩大類： 第一類用于測(cè)量溫度，它的第一類用于測(cè)量溫度，它的電阻值與溫電阻值與溫度之間呈嚴(yán)格的負(fù)指數(shù)關(guān)系度之間呈嚴(yán)格的負(fù)指數(shù)關(guān)系；

24、第二類為突變型（第二類為突變型（CTRCTR），當(dāng)溫度上升到），當(dāng)溫度上升到某臨界點(diǎn)時(shí)，其電阻值突然下降。某臨界點(diǎn)時(shí)，其電阻值突然下降。2 2、半導(dǎo)體熱敏電阻、半導(dǎo)體熱敏電阻9:17 PM49 玻璃殼玻璃殼熱敏電阻熱敏電阻引線引線優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：9:17 PM50參參 數(shù)數(shù) 單單 位位 定定 義義 標(biāo)標(biāo)稱稱阻阻值值 RH （冷冷電電阻阻） ( (2 25 50 0. .2 2) )時(shí)時(shí)測(cè)測(cè)得得的的阻阻值值。 溫溫度度系系數(shù)數(shù)t t 1 1/ / 2 20 0 時(shí)時(shí)的的電電阻阻溫溫度度系系數(shù)數(shù)。 散散熱熱系系數(shù)數(shù) H （耗耗散散系系數(shù)數(shù)） W W/ / 自自身身發(fā)發(fā)熱熱使使溫溫度度比比環(huán)環(huán)境境溫溫度

25、度高高出出 1 1 所所需需要要的的功功率率。 時(shí)時(shí)間間常常數(shù)數(shù) 秒秒（s s） 從從溫溫度度t t0 0 的的介介質(zhì)質(zhì)移移入入溫溫度度為為t t 的的介介質(zhì)質(zhì)中中，溫溫度度升升高高t t = = 0 0. .6 63 32 2( (t t- -t t0 0) ) 所所需需時(shí)時(shí)間間。 9:17 PM51 負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻：負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻：NTC NTC 正溫度系數(shù)熱敏電阻：正溫度系數(shù)熱敏電阻：PTC PTC 突變溫度系數(shù)熱敏電阻：突變溫度系數(shù)熱敏電阻：CTR CTR 溫度溫度電阻電阻CTRNTCPTC9:17 PM52 RT、RT0溫度為T、T0時(shí)熱敏電阻器的電阻值； BNNTC熱敏電阻

26、的材料常數(shù)。 由測(cè)試結(jié)果表明，不管是由氧化物材料，還是由單晶體材料制成的NTC熱敏電阻器，在不太寬的溫度范圍（小于450），都能利用該式，它僅是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式。 NTCNTC熱敏電阻器的電阻熱敏電阻器的電阻- -溫度特性溫度特性011exp0TTBRRNTTNTC的電阻溫度關(guān)系的一般數(shù)學(xué)表達(dá)式為：9:17 PM53為了使用方便，常取環(huán)境溫度為為了使用方便，常取環(huán)境溫度為2525作為參考溫度（即作為參考溫度（即T T0 0=25=25），則），則NTCNTC熱敏電阻器的電阻熱敏電阻器的電阻溫度關(guān)系式溫度關(guān)系式：02550751001250.511.522.533.5(25C,1)RT / RT0-T特性曲線RT/R25T2511exp298TNRBRT9:17 PM54)11(00TTBTTNeRR電阻溫度特性：電阻溫度特性：電阻溫度系數(shù)電阻溫度系數(shù)：2TBRdTdRNTTT可見(jiàn)：可見(jiàn)：負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器的電阻溫度系數(shù)負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器的電阻溫度系數(shù)是溫度是溫度T T的非線性函數(shù)的非線性函數(shù)9:17 PM55 PTCPTC熱敏電阻器的電阻熱敏電阻器的電阻溫度特性溫度特性其特性是利用正溫度熱敏材料，在居里點(diǎn)附近結(jié)構(gòu)發(fā)生相變引起導(dǎo)電率突變來(lái)取得的，典型特性曲線如圖PTCPTC熱敏電阻器的電阻熱敏電阻器的電阻溫度曲線溫度曲線10000100010010050100150200250R