第8章热电式传感器李正义(zhèngyì)第一页，共八十二页。热电式传感器是利用某些材料或元件的物理特性与温度有关这一性质，将温度的变化(biànhuà)转化为电量的变化。温度变化转换为电阻变化的称为热电阻传感器；将温度变化转换为热电势变化的称为热电偶传感器。第二页，共八十二页。热电传感器热电传感器热能热能电能电能测量测量(cèliáng)(cèliáng)：温度、与温度有关的：温度、与温度有关的参量参量————热电偶热电偶温度温度电势电势电阻电阻金属金属半导体半导体热敏电阻热敏电阻————PNPN结型温度传感器结型温度传感器第三页，共八十二页。第一节热敏电阻(rèmǐndiànzǔ)式传感器几乎所有物质的电阻率都随其本身的温度而变化，这一物理现象称为热电阻效应。利用这一原理制成的温度敏感元件称为热敏电阻(rèmǐndiànzǔ)(thermistor)，一般采用导体和半导体材料。第四页，共八十二页。热敏电阻材料热敏电阻材料(cáiliào)(cáiliào)特点特点（（11）高温度）高温度(wēndù)(wēndù)系数、高电阻率系数、高电阻率（（22）较宽测量范围内具有稳定的物理和化学性质）较宽测量范围内具有稳定的物理和化学性质（（33）良好的输出特性）良好的输出特性（（44）良好工艺性）良好工艺性材料温度系数α（1/℃）比电阻ρ（.mm2/m）温度范围（℃）特性铂3.92×10-30.0981-200~+650近线性铜4.25×10-30.0170-50~+150线性铁6.50×10-30.0910-50~+150非线性镍6.60×10-30.1210-50~+100非线性第五页，共八十二页。对用于制造热电阻材料的要求：§具有尽可能大和稳定的电阻温度系数和电阻率§R-t关系最好成线性§物理化学性能(xìngnéng)稳定§容易加工、价格尽量便宜等。目前最常用的热电阻有铂热电阻和铜热电阻。纯金属是热电阻的主要材料，是利用金属的电阻值随温度变化(biànhuà)而变化(biànhuà)的原理进行测温的。(一)金属(jīnshǔ)热电阻工作原理一、金属热电阻第六页，共八十二页。式中：R0—元件在T0时的电阻(diànzǔ)；a—T0时的电阻温度系数；RT—温度为T时元件的电阻值。大多数金属导体的电阻(diànzǔ)，电阻(diànzǔ)率几乎都与温度成正比。温度系数a表征电阻的阻值随温度变化的程度。金属的温度系数为正，即阻值随温度的升高而增加(zēngjiā)。单晶半导体的a也是正的，但随掺杂的增加而减小。陶瓷半导体（热敏电阻）的a为负，且非线性较大。第七页，共八十二页。铂电阻阻值与温度变化之间的关系可以近似用...
