常用熱電阻有哪些,?
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系。為了克服上述缺點使用時熱電阻芯應裝在保護套管中,。電阻值與溫度間的關系如下:
在-200~0℃范圍內,,鉑電阻與溫度的關系可用下式表示,
在0~850℃范圍內,,鉑電阻與溫度的關系可用下式表示,,
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,。
鉑的純度目前技術水平已可達到,,其相應鉑的純度為99.9995%。工業(yè)用鉑電阻其純度為
,,標準鉑電阻其純度為
,。
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,,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雜,,很難獲得α相同的鎳絲,因此它的測量準確度低于鉑熱電阻,,我國目前規(guī)定的標準化熱電阻的分度號有Ni100,,Ni300,Ni500,。
4.半導體熱敏電阻
半導體點溫計是利用錳、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體熱敏電阻。與一般熱電阻不同之處在于它是負電阻溫度系數(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、結構簡單,、壽命長,、便于遠距離測量等優(yōu)點,可用于腐蝕性介質溫度,、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,,并且與溫度的關系不是線性的,,可用下列經驗公式來表示:
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構的常數(shù),A的量綱為電阻,,B的量綱為溫度,。
圖示為半導體熱敏電阻的阻值—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,結構簡單,,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,?;瘜W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,、響應速度快,、使用方便的溫度計。
半導體熱敏電阻常用的材料由鐵,、鎳,、錳,、鈷、鉬,、鈦,、鎂等復合氧化物高溫燒結而成。
熱敏電阻的主要缺點是其阻值與溫度的關系呈非線性,。元件的穩(wěn)定性及互換性較差,。而且,除高溫熱敏電阻外,,不能用于350℃以上的高溫,。