一文了解熱電阻溫度傳感器

溫度是與人類(lèi)的生活、工作關(guān)系非常密切的物理量。為了能夠更好地實(shí)現(xiàn)工作和生活，我們需要通過(guò)儀器設(shè)備對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)。所以溫度傳感器應(yīng)運(yùn)而生。溫度傳感器是把非電量溫度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器，它的種類(lèi)很多，常用的有熱電阻、熱電偶、集成溫度傳感器等。今天就帶大家來(lái)了解一下熱電阻傳感器。

熱電阻

熱電阻溫度傳感器是利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化的原理進(jìn)行測(cè)溫的一種傳感器溫度計(jì)，熱電阻也可以與溫度變送器連接，將溫度轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。熱電阻溫度傳感器分為金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱敏電阻兩大類(lèi)。

1.金屬熱電阻

金屬熱電阻傳感器是利用金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化的原理進(jìn)行測(cè)溫的。金屬熱電阻大都由純金屬材料制成，目前主要采用的材料是鉑和銅，也有用錳、銠、碳等材料制作熱電阻。

（1）鉑熱電阻

鉑熱電阻的特點(diǎn)是測(cè)溫精度高、穩(wěn)定性好，是制造熱電阻的好材料。鉑熱電阻元件的工作原理是在溫度作用下，鉑電阻絲的電阻值隨之變化而變化的原理?？捎糜跍y(cè)量-200～800℃范圍內(nèi)的溫度。其優(yōu)點(diǎn)是：電氣性能穩(wěn)定，溫度和電阻關(guān)系近于線(xiàn)性精度高。

（2）銅熱電阻

因?yàn)殂K材料價(jià)格昂貴，因此一般工程測(cè)量中多采用銅作為熱電阻材料。銅的最大優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉，易于提純，在-50-150℃的范圍內(nèi)，溫度特性的線(xiàn)性較好。其缺點(diǎn)是銅的電阻率僅為鉑的幾分之一，因此，銅熱電阻所用材料細(xì)而且長(zhǎng)，機(jī)械強(qiáng)度較差，熱慣性較大，在溫度高于100℃以上或在侵蝕性介質(zhì)中使用時(shí)，易氧化，穩(wěn)定性較差。所以銅熱電阻只能用于測(cè)量精度要求不高且溫度不高（100℃以下）及無(wú)侵蝕性的介質(zhì)中。

2.半導(dǎo)體熱敏電阻

半導(dǎo)體熱敏電阻簡(jiǎn)稱(chēng)熱敏電阻，是一種新型的半導(dǎo)體測(cè)溫元件，熱敏電阻是利用某些金屬氧化物或單晶鍺、硅等材料，按特定工藝制成的感溫元件。熱敏電阻可分為3種類(lèi)型，即正溫度系數(shù)（PTC）熱敏電阻、負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻以及在某一特定溫度下電阻值會(huì)發(fā)生突變的臨界溫度電阻器（CTR）。目前使用較多的熱敏電阻是NTC型熱敏電阻。熱敏電阻與金屬熱電阻比有以下幾點(diǎn)不同。

①熱敏電阻的溫度系數(shù)值遠(yuǎn)大于金屬熱電阻，所以半導(dǎo)體溫度計(jì)的靈敏度很高。

②同溫度情況下，熱敏電阻阻值遠(yuǎn)大于金屬熱電阻。所以連接導(dǎo)線(xiàn)電阻對(duì)測(cè)量誤差的影響極小，適用于遠(yuǎn)距離測(cè)量。

③熱敏電阻溫度曲線(xiàn)非線(xiàn)性相當(dāng)嚴(yán)重，所以其測(cè)量溫度范圍遠(yuǎn)小于金屬熱電阻，-般在50-300℃。

④半導(dǎo)體熱敏電阻的性能不夠穩(wěn)定、互換性差、精度較低，這是它的主要缺點(diǎn)。

熱電阻溫度傳感器作為一種常用的溫度傳感器產(chǎn)品，憑借其性能穩(wěn)定、使用靈活、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛運(yùn)用到工業(yè)生產(chǎn)中-200℃到+500℃范圍的溫度測(cè)量，少數(shù)情況下，低溫可測(cè)量至1K（-272℃），高溫可測(cè)量至1000℃，基本滿(mǎn)足了工業(yè)生產(chǎn)的需要。

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