溫度信息好人民生活與工業(yè)生產(chǎn)緊密相關(guān),也是工業(yè)自動化的必須測控對象,于是溫度傳感器是自動化檢測中非常重要的檢測儀器。一方面是因為人民的生活與各種生產(chǎn)過程都必須控制在一定的溫度范圍內(nèi);還有一方面,很多生產(chǎn)資料或材料的性質(zhì)都是溫度的函數(shù),溫度的劇烈變化,會導(dǎo)致材料的性質(zhì)發(fā)生根本性的變化。
人的生活舒適溫度是20一25℃;合成氨的反應(yīng)溫度在500℃左右;電飯鍋的跳間溫度是103℃;電熱毯的溫度控制在18—45℃。把溫度轉(zhuǎn)換為電信號輸出的元器件稱為溫度傳感器。這種傳感器敏感材料為金屬或半導(dǎo)體,因其電阻值隨溫度變化而發(fā)生顯著變化,也叫做內(nèi)熱敏電阻。熱電阻就是利用物質(zhì)(一般為純金屬)的電阻隨溫度變化并呈一定函數(shù)關(guān)系的特性,制成溫度傳感器來進(jìn)行測溫的。我們知道,金屬材料中原子的排列一般是密堆積結(jié)構(gòu),原子之間以金屬鍵結(jié)合,價電于歸多個原子共享,即金屬固體中的價電子可以在固體中自由移動。按經(jīng)典電子理論,自由電子在定向運動過程中,要不斷地與正離子發(fā)生碰撞,使得其電子受阻,這就是產(chǎn)生電阻的主要原因。當(dāng)溫度升高時,原子的熱振動與品格點陣的畸變會使電阻增大。
測量溫度的熱電阻材料,要求具有較高的電阻溫度系數(shù);在使用范圍的物理、化學(xué)性能穩(wěn)定;電阻與溫度的函數(shù)成線性交系;同一種材料的復(fù)制性要好,以便批量生產(chǎn)。因此滿足上述要求,適合制作熱電阻溫度傳感器的金屬材料不多,主要有Pt、cu、Ni、W、IH等。其中應(yīng)用廣泛的是Pt與Cu,達(dá)兩種材料制成的熱電阻屬于標(biāo)準(zhǔn)化熱電阻溫度傳感器,即有國家統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)分度表。Pt電阻由于穩(wěn)定性好,可在負(fù)259.34到630.74℃使用;Cu電阻的穩(wěn)定性稍差,可在負(fù)50到150℃的溫度范圍工作。
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