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常用熱電阻有哪些?

閱讀:8507        發(fā)布時間:2020-9-7

常用的金屬熱電阻有鉑熱電阻、銅熱電阻和鎳熱電阻三種。

1.鉑熱電阻(-200~850℃)

鉑熱電阻的特點是測量精度高,穩(wěn)定性好、性能可靠,但是在還原性介質(zhì)中,特別是在高溫下很容易被從氧化物中還原出來的蒸汽所玷污而變脆,并改變電阻與溫度間關(guān)系。為了克服上述缺點使用時熱電阻芯應(yīng)裝在保護套管中。電阻值與溫度間的關(guān)系如下:

在-200~0℃范圍內(nèi),鉑電阻與溫度的關(guān)系可用下式表示,

在0~850℃范圍內(nèi),鉑電阻與溫度的關(guān)系可用下式表示,

          

式中:溫度為t℃時熱電阻的電阻值;:溫度為O℃時熱電阻的電阻值;A=3.9083×10-3/℃, B=-5.775×10-7/℃2,C=-4.183×10-12/℃4

鉑的純度目前技術(shù)水平已可達到,其相應(yīng)鉑的純度為99.9995%。工業(yè)用鉑電阻其純度為,標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻其純度為

 

2.銅熱電阻(-50~150℃)

工業(yè)上常用銅熱電阻來測量-5O℃~+15O℃范圍的溫度,銅容易提純,價格比鉑便宜很多,電阻溫度系數(shù)大且關(guān)系是線性的,用公式表示,其中。但是銅的電阻率(比電阻),比鉑的電阻率約小5/6,所以制成一定電阻值的熱電阻時,與鉑相比,若電阻絲的長度相同時,則銅電阻絲就很細(xì),機械強度降低,若線徑相同,長度則增加許多倍,體積增大。此外,銅在1OO℃以上容易氧化,抗腐蝕性能又差,所以工作溫度不超過15O℃。

 

3.鎳熱電阻(-60~180℃)

鎳熱電阻的溫度系數(shù)大,靈敏度比鉑和銅的高,常用來測量-6O℃~+18O℃范圍的溫度。鎳熱電阻的電阻比。鎳電阻與溫度的關(guān)系可用下式表示:

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

由于鎳熱電阻的制造工藝較復(fù)雜,很難獲得α相同的鎳絲,因此它的測量準(zhǔn)確度低于鉑熱電阻,我國目前規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)化熱電阻的分度號有Ni100,Ni300,Ni500。

 

4.半導(dǎo)體熱敏電阻

半導(dǎo)體點溫計是利用錳、鎳、銅和鐵等金屬氧化物配制成的熱敏電阻作為測溫元件,其形狀有珠形、圓形、墊圈形和薄片形,常用的有61型珠形及微型珠形半導(dǎo)體熱敏電阻。與一般熱電阻不同之處在于它是負(fù)電阻溫度系數(shù),溫度升高,電阻降低,變化幅度也大,電阻溫度系數(shù)α達-2~-7%,較金屬熱電阻大10~100倍,因此,可采用精度較低的顯示儀表。其特性曲線如圖所示。由于它具有良好的抗腐蝕性、靈敏度高、熱慣性小、結(jié)構(gòu)簡單、壽命長、便于遠距離測量等優(yōu)點,可用于腐蝕性介質(zhì)溫度、表面溫度及體溫等的溫度測量,缺點是測量范圍小(-40-350℃),互換性差,溫度-電阻特性是非線性的。

熱敏電阻的溫度系數(shù)α與溫度的平方成反比關(guān)系,即

α=-(β/T2

熱敏電阻的電阻值高。它的電阻值較鉑熱電阻高1~4個數(shù)量級,并且與溫度的關(guān)系不是線性的,可用下列經(jīng)驗公式來表示:

RT=AeB/T

式中T—溫度,K;R-溫度T時的電阻值,Ω;e-自然對數(shù)的底;A、B—決定于熱敏電阻材料和結(jié)構(gòu)的常數(shù),A的量綱為電阻,B的量綱為溫度。

圖示為半導(dǎo)體熱敏電阻的阻值—溫度特性,它是一條指數(shù)曲線。

  

熱敏電阻的體積小,熱慣性也小,結(jié)構(gòu)簡單,根據(jù)需要可制成各種形狀,如珠形、片形、桿形、圓片形、薄膜形等,目前小珠狀熱敏電阻可達φ0.2mm.常用來測點溫。

熱敏電阻的資源豐富、價格低廉。化學(xué)穩(wěn)定性好,元件表面用玻璃等陶瓷材料封裝,可用于環(huán)境較惡劣的場合。有效地利用這些特點,可研制出靈敏度高、響應(yīng)速度快、使用方便的溫度計。

半導(dǎo)體熱敏電阻常用的材料由鐵、鎳、錳、鈷、鉬、鈦、鎂等復(fù)合氧化物高溫?zé)Y(jié)而成。

熱敏電阻的主要缺點是其阻值與溫度的關(guān)系呈非線性。元件的穩(wěn)定性及互換性較差。而且,除高溫?zé)崦綦娮柰猓荒苡糜?50℃以上的高溫。

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