《熱敏電阻》PPT課件.ppt

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2 3熱敏電阻 利用半導(dǎo)體的電阻值隨溫度顯著變化的特性制成的測溫元件 由金屬氧化物和化合物按不同的配方比例燒結(jié)優(yōu)點 1 熱敏電阻的溫度系數(shù)比金屬大 4 9倍 2 電阻率大 體積小 熱慣性小 適于測量點溫 表面溫度及快速變化的溫度 3 結(jié)構(gòu)簡單 機械性能好 缺點 線性度較差 復(fù)現(xiàn)性和互換性較差 上一頁 下一頁 返回 熱敏電阻分類 正溫度系數(shù) PTC 負溫度系數(shù) NTC 臨界溫度系數(shù) CTR 熱敏電阻典型特性 上一頁 下一頁 返回 PTC熱敏電阻 正溫度系數(shù)鈦酸鋇摻合稀土元素?zé)Y(jié)而成用途 彩電消磁 各種電器設(shè)備的過熱保護 發(fā)熱源的定溫控制 限流元件 CTR熱敏電阻 臨界溫度系數(shù)以三氧化二釩與鋇 硅等氧化物 在磷 硅氧化物在弱還原氣氛中混合燒結(jié)而成 在某個溫度上電阻值急劇變化 具有開關(guān)特性 用途 溫度開關(guān) 上一頁 下一頁 返回 NTC熱敏電阻 很高的負電阻溫度系數(shù)主要由Mn Co Ni Fe Cu等過渡金屬氧化物混合燒結(jié)而成 改變混合物的成分和配比就可以獲得測溫范圍 阻值及溫度系數(shù)不同的NTC熱敏電阻 應(yīng)用 點溫 表面溫度 溫差 溫場等測量自動控制及電子線路的熱補償線路 NTC熱敏電阻 1 熱敏電阻的主要特性2 熱敏電阻的結(jié)構(gòu)3 熱敏電阻的主要參數(shù)4 熱敏電阻的線性化 上一頁 下一頁 返回 1 熱敏電阻的主要特性 溫度特性 伏安特性 上一頁 下一頁 返回 溫度特性 NTC型熱敏電阻 在較小的溫度范圍內(nèi) 電阻 溫度特性 式中RT R0 熱敏電阻在絕對溫度T T0時的阻值 T0 T 介質(zhì)的起始溫度和變化溫度 K t0 t 介質(zhì)的起始溫度和變化溫度 B 熱敏電阻材料常數(shù) 一般為2000 6000K 其大小取決于熱敏電阻的材料 上一頁 下一頁 返回 若已知兩個電阻值以及相應(yīng)的溫度值 就可求得B值 一般取20 和100 時的電阻R20和R100計算B值 即將T 373K T0 293K代入上式 則 將B值及R0 R20代入式就確定了熱敏電阻的溫度特性 上一頁 下一頁 返回 B和 值是表征熱敏電阻材料性能的兩個重要參數(shù) 熱敏電阻的電阻溫度系數(shù)比金屬絲的電阻溫度系數(shù)高很多 所以它的靈敏度很高 熱敏電阻的電阻溫度系數(shù) 熱敏電阻在其本身溫度變化1 時 電阻值的相對變化量 上一頁 下一頁 返回 伏安特性 在穩(wěn)態(tài)情況下 通過熱敏電阻的電流I與其兩端的電壓U之間的關(guān)系 上一頁 下一頁 返回 伏安特性 當(dāng)流過熱敏電阻的電流很小時 不足以使之加熱 電阻值只決定于環(huán)境溫度 伏安特性是直線 遵循歐姆定律 主要用來測溫 當(dāng)電流增大到一定值時 流過熱敏電阻的電流使之加熱 本身溫度升高 出現(xiàn)負阻特性 因電阻減小 即使電流增大 端電壓反而下降 其所能升高的溫度與環(huán)境條件 周圍介質(zhì)溫度及散熱條件 有關(guān) 當(dāng)電流和周圍介質(zhì)溫度一定時 熱敏電阻的電阻值取決于介質(zhì)的流速 流量 密度等散熱條件 可用它來測量流體速度和介質(zhì)密度 上一頁 下一頁 返回 2 熱敏電阻的結(jié)構(gòu) 構(gòu)成 熱敏探頭 引線 殼體二端和三端器件 為直熱式 即熱敏電阻直接由連接的電路獲得功率 四端器件 旁熱式 上一頁 下一頁 返回 熱敏電阻的結(jié)構(gòu)形式 上一頁 下一頁 返回 熱敏電阻的外形 a 圓片型熱敏電阻b 柱型熱敏電阻c 珠型熱敏電阻d 鎧裝型e 厚膜型f 圖形符號1 熱敏電阻2 玻璃外殼3 引出線4 紫銅外殼5 傳熱安裝孔 熱敏電阻外形 MF12型NTC熱敏電阻 聚脂塑料封裝熱敏電阻 其他形式的熱敏電阻 玻璃封裝NTC熱敏電阻 MF58型熱敏電阻 其他形式的熱敏電阻 帶安裝孔的熱敏電阻 大功率PTC熱敏電阻 其他形式的熱敏電阻 續(xù) 貼片式NTC熱敏電阻 其他形式的熱敏電阻 續(xù) MF58型 珠形 高精度負溫度系數(shù)熱敏電阻 MF5A 3型熱敏電阻 參考深圳科蓬達電子有限公司資料 非標(biāo)熱敏電阻 非標(biāo)熱敏電阻 續(xù) 非標(biāo)熱敏電阻 續(xù) 3 熱敏電阻的應(yīng)用 1 熱敏電阻溫度面板表 熱敏電阻 LCD 2 熱敏電阻體溫表 3 熱敏電阻用于CPU的溫度測量 4 熱敏電阻用于電熱水器的溫度控制 3 熱敏電阻的主要參數(shù) 標(biāo)稱電阻值RH在環(huán)境溫度為25 0 2 時測得的電阻值 又稱冷電阻 其大小取決于熱敏電阻的材料和幾何尺寸 耗散系數(shù)H指熱敏電阻的溫度與周圍介質(zhì)的溫度相差1 時熱敏電阻所耗散的功率 單位為mW 熱容量C熱敏電阻的溫度變化1 所需吸收或釋放的熱量 單位為J 上一頁 下一頁 返回 能量靈敏度G W 使熱敏電阻的阻值變化1 所需耗散的功率 時間常數(shù) 溫度為T0的熱敏電阻突然置于溫度為T的介質(zhì)中 熱敏電阻的溫度增量 T 0 63 T T0 時所需的時間 額定功率PE在標(biāo)準(zhǔn)壓力 750mmHg 和規(guī)定的最高環(huán)境溫度下 熱敏電阻長期連續(xù)使用所允許的耗散功率 單位為W 在實際使用時 熱敏電阻所消耗的功率不得超過額定功率 上一頁 下一頁 返回 5 熱電阻式傳感器的應(yīng)用 1 金屬熱電阻傳感器 200 500 范圍的溫度測量特點 精度高 適于測低溫 2 半導(dǎo)體熱敏電阻傳感器應(yīng)用范圍很廣 可在宇宙航船 醫(yī)學(xué) 工業(yè)及家用電器等方面用作測溫 控溫 溫度補償 流速測量 液面指示等 上一頁 下一頁 返回 金屬熱電阻傳感器 工業(yè)廣泛使用 200 500 范圍溫度測量 在特殊情況下 測量的低溫端可達3 4K 甚至更低 1K左右 高溫端可測到1000 溫度測量的特點 精度高 適于測低溫 傳感器的測量電路 經(jīng)常使用電橋精度較高的是自動電橋 為消除由于連接導(dǎo)線電阻隨環(huán)境溫度變化而造成的測量誤差 常采用三線制和四線制連接法 上一頁 下一頁 返回 三線制 熱電阻測溫電橋的三線制接法 工業(yè)用熱電阻一般采用三線制 G 檢流計 R1 R2 R3 固定電阻 Ra 零位調(diào)節(jié)電阻 Rt 熱電阻 上一頁 下一頁 返回 四線制接法 熱電阻測溫電橋的四線制接法 精密測量中 采用四線制接法 上一頁 下一頁 返回 調(diào)零電位器作用 調(diào)零的Ra電位器的接觸電阻和檢流計串聯(lián) 這樣 接觸電阻的不穩(wěn)定不會破壞電橋的平衡和正常工作狀態(tài) 三線制 四線制接法的優(yōu)點 不僅可以消除熱電阻與測量儀表之間連接導(dǎo)線電阻的影響 而且可以消除測量線路中寄生電勢引起的測量誤差 鉑測溫電阻傳感器 鉑測溫電阻缺點 響應(yīng)速度慢 容易破損 難于測定狹窄位置的溫度 現(xiàn)逐漸使用能大幅度改善上述缺點的極細型鎧裝鉑測溫電阻 因而使應(yīng)用領(lǐng)域進一步擴大 主要應(yīng)用 鋼鐵 石油化工的各種工藝過程 纖維等工業(yè)的熱處理工藝 食品工業(yè)的各種自動裝置 空調(diào) 冷凍冷藏工業(yè) 宇航和航空 物化設(shè)備及恒溫槽 上一頁 下一頁 返回 金屬絲熱電阻作為氣體傳感器的應(yīng)用 1 連通玻璃管2 流通玻璃管3 鉑絲 a 真空度測量方法對環(huán)境溫度變化比較敏感 實際應(yīng)用中有恒溫或溫度補償裝置 可測到133 322 10 5Pa b 可檢測管內(nèi)氣體介質(zhì)成分比例變化 熱風(fēng)流速變化 上一頁 下一頁 返回 a 是熱電阻傳感器測量真空度的示意圖 把鉑絲裝于與被測介質(zhì)相連通的玻璃管內(nèi) 鉑電阻絲由較大的 一般大負荷工作狀態(tài)為40 50mA 恒定電流加熱 在環(huán)境溫度與玻璃管內(nèi)介質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)恒定的情況下 當(dāng)鉑電阻所產(chǎn)生的熱量和主要經(jīng)玻璃管內(nèi)介質(zhì)導(dǎo)熱而散失的熱量相平衡時 鉑絲就有一定的平衡溫度 相對應(yīng)的就有一定的電阻值 當(dāng)被測介質(zhì)的真空度升高時 玻璃管內(nèi)的氣體變得更稀薄 即氣體分子間碰撞進行熱量傳遞的能力降低 熱導(dǎo)率變小 鉑絲的平衡溫度及其電阻值隨即增大 其大小反映了被測介質(zhì)真空度的高低 b 所示的流通式玻璃管內(nèi)裝鉑絲的裝置 可對管內(nèi)氣體介質(zhì)成分比例變化進行檢測 或?qū)軆?nèi)熱風(fēng)流速變化進行測量 因為兩者的變化均可引起管內(nèi)氣體導(dǎo)熱系數(shù)的變化 而使鉑絲電阻值發(fā)生變化 但是 必須使其它非被測量保持不變 以減少誤差 6 半導(dǎo)體熱敏電阻傳感器 溫度測量 2 溫度補償 3 流量測量 上一頁 下一頁 返回 溫度測量 上一頁 下一頁 返回 熱敏電阻點溫計 使用時先將切換開關(guān)S旋到1處接通校正電路 調(diào)節(jié)R6使顯示儀表的指針轉(zhuǎn)至測量上限 用以消除由于電源E電壓變化產(chǎn)生的誤差 當(dāng)熱敏電阻感溫元件插入被測介質(zhì)后 再將切換開關(guān)旋到2處 接通測量電路 這時顯示儀表的示值即為被測介質(zhì)的溫度值 2 溫度補償 上一頁 下一頁 返回 儀表中的電阻溫度補償電路 金屬一般具有正的溫度系數(shù) 采用負溫度系數(shù)的熱敏電阻進行補償 可以抵消由于溫度變化所產(chǎn)生的誤差 3 流量測量 利用熱敏電阻上的熱量消耗和介質(zhì)流速的關(guān)系可以測量流量 流速 風(fēng)速等 上一頁 返回 熱敏電阻流量計 熱敏電阻Rt1和Rt2分別置于管道中央和不受介質(zhì)流速影響的小室中 當(dāng)介質(zhì)處于靜止態(tài)時 使電橋平衡 橋路輸出為零 當(dāng)介質(zhì)流動時 將Rt1的熱量帶走 致使Rt1阻值變化 橋路就有相應(yīng)的輸出量 介質(zhì)從Rt1上帶走的熱量大小與介質(zhì)流量有關(guān) 所以可以用它測流量 休息一下