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    熱電阻式傳感器有哪些特點呢?

    來源:技術文章    更新時間:2024-01-03    瀏覽:83次

    工業用鉑電阻作為測溫傳感器,通常用來和顯示、記錄、調節儀表配套,直接測量各種生產過程中從-200℃~500℃范圍內的液體、蒸汽和氣體等介質的溫度,也可測量固體的表面溫度。

    鉑絲的電阻值與溫度之間的關系,即特性方程如下。當溫度t為0℃≤t≤650℃時

    鉑電阻的精度與鉑的提純程度有關,鉑的純度通常用厚度電阻比W(100)表示,即

    銅熱電阻鉑的物理、化學性能非常穩定,是目前制造熱電阻的最好材料。它的長時間穩定的復現性可達10-4K,是目前測溫復現性一種溫度計,廣泛應用于溫度基準、標準的傳遞和工業在線測量。

    鉑電阻的特點是:檢測精度高;穩定性好;性能可靠;復現性好;在氧化性介質中,即使是在高溫情況下仍有穩定的物理、化學性能。但它的缺點是電阻溫度系數小,電阻與溫度呈非線性,在還原性介質中,尤其在高溫情況下,易被從氧化物中還原出來的蒸汽所玷污,使鉑絲變脆,從而改變其電阻與溫度之間的關系。因此,在高溫下不宜在還原性介質中使用。另外,鉑是貴重金屬,資源少,價格較高。式中,R100為100℃時的電阻值;R0為0℃時的電阻值。

    由特性方程可知,鉑電阻的R0值有10Ω、50Ω、100Ω和1000Ω,對應的分度號分別為Pt10、Pt50、Pt100和Pt1000,其中應用的是Pt100。熱電阻的分度表(給出阻值和溫度的關系)可查閱相關資料。在實際測量中,只要測得鉑熱電阻的阻值Rt,便可從分度表中查出對應的溫度值。

    金屬熱電阻由于鉑是貴重金屬,因此,在一些測量精度要求不高且溫度較低的場合,普遍采用銅熱電阻進行溫度的測量,測量范圍一般為-50℃~150℃。在此溫度范圍內線性關系好,靈敏度比鉑電阻高,容易提純、加工,價格便宜,復現性能好。但是銅易于氧化,一般只用于150℃以下的低溫測量和沒有水分及無侵蝕性介質的溫度測量。與鉑相比,銅的電阻率低,所以銅電阻的體積較大。

    熱電阻是由電阻體、絕緣套管和接線盒等主要部件組成的,其中,電阻體是熱電阻的最主要部分。雖然各種金屬材料的電阻率均隨溫度變化,但作為熱電阻的材料,則要求,電阻溫度系數要大,以便提高熱電阻的靈敏度;電阻率盡可能大,以便在相同靈敏度下減小電阻體尺寸;熱容量要小,以便提高熱電阻的響應速度;在整個測量溫度范圍內,應具有穩定的物理和化學性能;電阻與溫度的關系最好接近于線性;應有良好的可加工性,且價格便宜。根據上述要求及金屬材料的特性,目前使用的熱電阻材料是鉑和銅。另外,隨著低溫測量技術的發展,已開始采用銦、錳、碳、銠、鎳、鐵等材料。當溫度t為-200℃≤t≤0℃時

    利用導體或半導體材料的電阻率隨溫度變化的特性制成的傳感器叫做熱電阻式傳感器,它主要用于對溫度與溫度有關的參量進行檢測。測溫范圍主要在中、低溫區域(-200℃~650℃)。隨著科學技術的發展,使用范圍也不斷擴展,低溫方面已成功地應用于1K~3K的溫度測量,而在高溫方面,也出現了多種用于1000℃~1300℃的電阻溫度傳感器。其測溫元件可分為金屬熱電阻和半導體熱敏電阻兩大類。

       式中,Rt,R0是溫度分別為t和0℃時的鉑電阻值;A,B,C為常數,對W(100)=1.391,有A=3.96847*10-3/℃,B=-5.847*10-7/℃,C=-4.22*10-12/℃4。

       W(100)越高,表示鉑絲純度越高,國際實用溫標規定,作為基準器的鉑電阻,比值W(100)不得小于1.3925。目前技術水平已達到W(100)=1.3930,與之相應的鉑純度為99.9995%,工業用鉑電阻的電阻比W(100)為1.387~1.390。


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