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常用热电阻有哪些?

点击次数:64  发布时间:2020-09-07

常用的金属热电阻有铂热电阻、铜热电阻和镍热电阻三种。

1.铂热电阻(-200~850℃)

铂热电阻的特点是测量精度高,稳定性好、性能可靠,但是在还原性介质中,特别是在高温下很容易被从氧化物中还原出来的蒸汽所玷污而变脆,并改变电阻与温度间关系。为了克服上述缺点使用时热电阻芯应装在保护套管中。电阻值与温度间的关系如下:

在-200~0℃范围内,铂电阻与温度的关系可用下式表示,

在0~850℃范围内,铂电阻与温度的关系可用下式表示,

          

式中:温度为t℃时热电阻的电阻值;:温度为O℃时热电阻的电阻值;A=3.9083×10-3/℃, B=-5.775×10-7/℃2,C=-4.183×10-12/℃4

铂的纯度目前技术水平已可达到,其相应铂的纯度为99.9995%。工业用铂电阻其纯度为,标准铂电阻其纯度为

 

2.铜热电阻(-50~150℃)

工业上常用铜热电阻来测量-5O℃~+15O℃范围的温度,铜容易提纯,价格比铂便宜很多,电阻温度系数大且关系是线性的,用公式表示,其中。但是铜的电阻率(比电阻),比铂的电阻率约小5/6,所以制成一定电阻值的热电阻时,与铂相比,若电阻丝的长度相同时,则铜电阻丝就很细,机械强度降低,若线径相同,长度则增加许多倍,体积增大。此外,铜在1OO℃以上容易氧化,抗腐蚀性能又差,所以工作温度不超过15O℃。

 

3.镍热电阻(-60~180℃)

镍热电阻的温度系数大,灵敏度比铂和铜的高,常用来测量-6O℃~+18O℃范围的温度。镍热电阻的电阻比。镍电阻与温度的关系可用下式表示:

式中A=0.5485/℃, B=0.665×10-3/℃2,C=2.805×10-9/℃4

由于镍热电阻的制造工艺较复杂,很难获得α相同的镍丝,因此它的测量准确度低于铂热电阻,我国目前规定的标准化热电阻的分度号有Ni100,Ni300,Ni500。

 

4.半导体热敏电阻

半导体点温计是利用锰、镍、铜和铁等金属氧化物配制成的热敏电阻作为测温元件,其形状有珠形、圆形、垫圈形和薄片形,常用的有61型珠形及微型珠形半导体热敏电阻。与一般热电阻不同之处在于它是负电阻温度系数,温度升高,电阻降低,变化幅度也大,电阻温度系数α达-2~-7%,较金属热电阻大10~100倍,因此,可采用精度较低的显示仪表。其特性曲线如图所示。由于它具有良好的抗腐蚀性、灵敏度高、热惯性小、结构简单、寿命长、便于远距离测量等优点,可用于腐蚀性介质温度、表面温度及体温等的温度测量,缺点是测量范围小(-40-350℃),互换性差,温度-电阻特性是非线性的。

热敏电阻的温度系数α与温度的平方成反比关系,即

α=-(β/T2

热敏电阻的电阻值高。它的电阻值较铂热电阻高1~4个数量级,并且与温度的关系不是线性的,可用下列经验公式来表示:

RT=AeB/T

式中T—温度,K;R-温度T时的电阻值,Ω;e-自然对数的底;A、B—决定于热敏电阻材料和结构的常数,A的量纲为电阻,B的量纲为温度。

图示为半导体热敏电阻的阻值—温度特性,它是一条指数曲线。

  

热敏电阻的体积小,热惯性也小,结构简单,根据需要可制成各种形状,如珠形、片形、杆形、圆片形、薄膜形等,目前最小珠状热敏电阻可达φ0.2mm.常用来测点温。

热敏电阻的资源丰富、价格低廉。化学稳定性好,元件表面用玻璃等陶瓷材料封装,可用于环境较恶劣的场合。有效地利用这些特点,可研制出灵敏度高、响应速度快、使用方便的温度计。

半导体热敏电阻常用的材料由铁、镍、锰、钴、钼、钛、镁等复合氧化物高温烧结而成。

热敏电阻的主要缺点是其阻值与温度的关系呈非线性。元件的稳定性及互换性较差。而且,除高温热敏电阻外,不能用于350℃以上的高温。

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