温度检测—热电阻和热敏电阻
热电阻和热敏电阻的相同点和不同点
热电阻和热敏电阻的相同点和不同点热电阻和热敏电阻是电阻的两种类型，它们在一些方面有相似之处，但在其他方面又有显著的不同。
本文将针对这一主题展开讨论，帮助读者深入了解这两种电阻的特点和应用。
1. 相同点1.1 根本原理相似热电阻和热敏电阻都是利用材料的电阻随温度的变化而变化的原理来工作的。
在温度上升时，电阻值也会相应增大；温度下降时，电阻值减小。
这是它们最基本的相似之处。
1.2 用途广泛无论是热电阻还是热敏电阻，都被广泛应用于工业控制、温度测量、温度补偿等领域。
它们都能够在一定范围内准确地反映温度变化，因此都是温度传感器中常见的元件。
2. 不同点2.1 材料不同热电阻通常是由铂、镍、铜等材料制成，是一种金属电阻温度传感器；而热敏电阻则是利用半导体材料的温度特性来工作的，如氧化锌、氧化铅等。
从材料上来说，它们有着明显的差异。
2.2 灵敏度不同热敏电阻对温度的敏感度较高，通常可以在较小的温度范围内提供较高的精度，而热电阻则在这一点上稍显不足。
这也使得热敏电阻在一些对温度感应要求较高的场合中更为适用。
3. 个人观点在实际应用中，选择使用热电阻还是热敏电阻，需要根据具体的场合和要求来综合考虑。
通常情况下，如果需要在较宽温度范围内工作，且对精度要求不是特别高的话，热电阻是一个不错的选择；而在对温度变化要求较为敏感、且工作温度较窄的情况下，热敏电阻可能更适合一些。
总结起来，热电阻和热敏电阻虽然在原理上有相似之处，但在材料、工作范围和精度上存在较大的差异。
在具体应用时，需要充分了解它们的特点和优缺点，以便做出正确的选择。
热电阻和热敏电阻是电阻的两种类型，它们在温度测量和温度补偿等领域有着重要的应用。
虽然它们在某些方面有相似之处，但在其他方面又有显著的不同。
本文将深入讨论这两种电阻的特点和应用，并对它们的原理、材料、工作范围以及精度等方面进行更详细的比较和分析。
热电阻和热敏电阻之间最基本的相似之处在于它们都是利用材料的电阻随温度的变化而变化的原理来工作的。
各种温度传感器分类及其原理
各种温度传感器分类及其原理温度传感器是一种集成电路或器件，用于测量环境或物体的温度。
根据其工作原理和分类，常见的温度传感器包括热敏电阻、热电偶、热电阻、红外线传感器以及半导体温度传感器等。
1. 热敏电阻（Thermistor）热敏电阻是一种元件，其电阻值随温度的变化而变化。
根据电阻与温度之间的关系，热敏电阻分为两种类型：负温度系数（NTC）热敏电阻和正温度系数（PTC）热敏电阻。
NTC热敏电阻的电阻值随温度的升高而下降，常用于测量环境温度。
PTC热敏电阻的电阻值随温度的升高而增加，常用于过载保护和温度控制。
2. 热电偶（Thermocouple）热电偶是由两种不同金属线组成的开路回路。
当热电偶的两个接头处于不同温度下时，会产生温差电势。
该电势与两个接头之间的温差成正比。
通过测量温差电势，可以计算出温度值。
热电偶具有广泛的测温范围和较高的准确性，因此被广泛应用于工业领域。
3.热电阻（RTD）热电阻是一种利用材料的电阻与温度之间的关系来测量温度的传感器。
常见的热电阻材料是铂（Pt），因为铂的电阻与温度之间的关系比较稳定和预测性好。
热电阻的工作原理是利用热电阻材料的电阻随温度的变化而变化，通过测量电阻值来计算温度。
4. 红外线传感器（Infrared Sensor）红外线传感器是利用物体释放的热辐射来测量温度的传感器。
红外线传感器可以通过测量物体辐射的红外线能量来计算出物体的温度。
红外线传感器常用于非接触式测温，特别适用于测量高温、移动对象或远距离测温。
5. 半导体温度传感器（Semiconductor Temperature Sensor）半导体温度传感器是利用半导体材料的电特性随温度变化而变化的传感器。
根据不同的半导体材料和工作原理，半导体温度传感器可以分为基于PN结的温度传感器（比如二极管温度传感器）、基于电压输出的温度传感器（比如温度传感器芯片）以及基于电流输出的温度传感器（比如恒流源温度传感器）等。
金属热电阻和热敏电阻的不同
金属热电阻和热敏电阻的不同
金属热电阻和热敏电阻是两种常见的温度传感器，它们在测量温度方面都有着广泛的应用。
虽然它们都是电阻器，但是它们在原理、结构和特性等方面存在着一些显著的差异。
首先，金属热电阻和热敏电阻的工作原理不同。
金属热电阻是利用金属材料的温度系数来测量温度的。
当金属材料受到热量作用时，其内部自由电子受到激发而产生运动，从而导致其电阻值发生变化。
而热敏电阻则是利用半导体材料的温度系数来测量温度的。
当半导体材料受到热量作用时，其内部载流子数量和迁移率都会发生变化，从而导致其电阻值发生变化。
其次，金属热电阻和热敏电阻的结构也不同。
金属热电阻通常由一根细长的金属丝或箔片制成，并包裹在陶瓷管或玻璃管中以保护其不受外界干扰。
而热敏电阻则通常由半导体材料制成，其结构比金属热电阻更加简单，通常只需要将半导体材料制成一个薄片或小块即可。
最后，金属热电阻和热敏电阻的特性也存在着一些差异。
金属热电阻的灵敏度较高，线性度好，温度测量范围广，但是价格较高。
而热敏电阻的灵敏度较低，线性度差，但是价格便宜，并且可以测量较低温度。
综上所述，金属热电阻和热敏电阻虽然都是用于测量温度的电阻器，但是它们在工作原理、结构和特性等方面存在着一些显著的差异。
在选择使用哪种温度传感器时需要根据具体应用场景进行选择。
热电阻温度测量原理
热电阻温度测量原理
热电阻温度测量原理是基于热电效应的原理进行的。
热电效应是指当两种不同金属连接形成闭合回路时，如果两个连接点的温度不同，会产生电势差。
热电阻温度测量利用了这个原理，将热敏电阻（PT100）作为测温元件。
热电阻的工作原理是通过测量电阻随温度变化的关系来确定温度。
PT100是一种白金电阻，其电阻值随温度的变化服从国际标准的“Pt100”温度-电阻转换关系。
该关系表明，当温度升高时，PT100的电阻值也会增加。
这种关系是稳定和可重复的，使得PT100成为常用的热敏电阻元件。
具体的测量方法是将PT100连接到电路中，形成一个闭合电路。
当电路中有电流通过时，根据热电效应，PT100的两个端点会产生一个电势差。
这个电势差可以通过测量电路中的电压来确定。
由于PT100的电阻值与温度成正比关系，根据测得的电势差和PT100的温度-电阻转换关系，就可以准确地确定温度。
为了提高测量的精确度，常常采用一些校准方法，例如使用冰点温度或沸点温度来进行校准。
这样可以确保测量结果的准确性。
总的来说，热电阻温度测量原理是基于热电效应的原理，通过测量电势差和温度-电阻转换关系来确定温度。
热敏电阻
PT100作为测温元件，可以提供稳定和可靠的温度测量结果。
任务12-热电阻、热敏电阻与温度测量
Rt 300 t0C
C1 100μ
R3 1K
R4 5.1K
Tr2 9012
Tr1 9014
R5 2K
R6 5.1K
Tr3 9014
R7 1K
R8
R8
300
Rp
300
470
Tr4 3BT31 SCR
C2 0.1μ R8
120
电热器负载
科学出版社
上图中，R1、R2、Rp和热敏电阻Rt构成温度测量电 桥。电路的测温元件为Rt。Tr1、Tr3管组成差分放大器。 电桥平衡时，差分电路中Tr1、Tr3两管集电极电位相等， Tr2管处于截止状态，由Tr4单结晶体管组成的振荡器无信 号输出，晶闸管 SCR截止，负载(电热器)上不加电压，设 备工作在恒温区。当恒温设备的温度低于控制点温度时， Rt阻值变大，电桥失去平衡，Tr1管集电极电位高于Tr3管 集电极电位，Tr2管导通，Tr4单结晶体管振荡器工作，输 出触发信号触发晶闸管 SCR，使SCR按一定的角度导通， 负载加上相应的电压，温度开始上升。随着温度的升高， 热敏电阻Rt的阻值逐渐减小，当温度升至设定值时，电桥 又处于平衡状态，Tr4单结晶体管组成的振荡器停振，SCR 截止， 切断负载电源，使设备恢复至恒温状态。
科学出版社
（3）端面热电阻。端面热电阻感温元件由特殊处理 的电阻丝材绕制，紧贴在温度计端面。它与一般轴向热 电阻相比，能更正确和快速地反映被测端面的实际温度， 适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。
（4）隔爆型热电阻。隔爆型热电阻通过特殊结构的 接线盒，把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电 弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内，生产现场不会 引超爆炸。
制器整机工作原理，分析热敏电阻在控制器中的作用。也 可自己设计实训电路，经过指导教师的审查同意后实施。
第六章 温度测量--热电阻传感器
电阻式温度传感器电阻式传感器广泛应用于测量-200～960℃范围内的温度。
它是利用导体或半导体的电阻率随温度变化而变化原理而工作的，用仪表测量出电阻的变化，从而得到与电阻值相对应的温度值。
电阻式传感器按照其制造材料分可分为：金属（铂和铜）热电阻及半导体热电阻(热敏电阻)两大类。
一、 常用的金属热电阻金属热电阻传感器一般称作热电阻传感器，是利用金属导体的电阻值随温度的升高而增大的原理进行测温的。
温度是分子平均动能的标志，当温度升高，金属晶格的动能增加，从而导致振动加剧，使自由电子通过金属内部时阻碍增加，金属导电能力下降，即电阻增加。
通过测量导体的电阻变化情况就可以得到温度变化情况。
最基本的热电阻传感器由热电阻、连接导线及显示仪表组成，如图7-1所示。
主要制造材料是铂和铜。
测量温度范围-220～+850℃。
在特殊情况下，低温可测量至1K （-272℃），高温可测量至1000℃。
1、铂热电阻铂热电阻是目前公认的制造热电阻最好的材料，它性能稳定，重复性好，长时间稳定的复现性可达10-4 K ，是目前测温复现性最好的一种温度计。
同时其测量精度高。
在氧化性介质中、甚至在高温下，其物理、化学性能都很稳定，其阻值与温度之间几乎成线性变化。
但其在还原性介质中，特别是高温易从氧化物中还原出来的气体所污染，改变它的电阻与温度关系，此外其电阻温度系数小，价格较高。
因此，主要作为标准电阻温度计和高精度温度测量。
铂电阻的精度与铂的提纯程度有关，因此铂电阻的纯度是以W （100）表示：100)100(R R W =（6-1） W （100）越高，表示铂丝纯度越高。
国际实用温标规定，作为基准器的铂电阻，W （100）≥1.3925。
目前技术水平已达到W （100）＝1.3930，工业用铂电阻的纯度W （100）为1.387～1.390。
中国常用的铂电阻有两种，分度号分别为Pt50和Pt100。
即在0℃时电阻分别为50Ω和100Ω。
热电偶和热电阻热敏电阻的区别
热电偶和热电阻、热敏电阻的区别热电偶热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一，热电偶工作原理是基于赛贝克(seeback)效应,即两种不同成分的导体两端连接成回路，如两连接端温度不同，则在回路内产生热电流的物理现象。
其优点是：①测量精度高。
因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。
②测量范围广。
常用的热电偶从-50~+1600℃均可边续测量，某些特殊热电偶最低可测到-269℃（如金铁镍铬），最高可达+2800℃（如钨-铼）。
③构造简单，使用方便。
热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。
1．热电偶测温基本原理将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路，如图2-1-1所示。
当导体A 和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。
热电偶就是利用这一效应来工作的。
2．热电偶的种类及结构形成（1）热电偶的种类常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。
所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。
非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。
标准化热电偶我国从1988年1月1日起，热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产，并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。
(2)热电偶的结构形式为了保证热电偶可靠、稳定地工作，对它的结构要求如下：①组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固；②两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路；③补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠；④保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。
3．热电偶冷端的温度补偿由于热电偶的材料一般都比较贵重（特别是采用贵金属时），而测温点到仪表的距离都很远，为了节省热电偶材料，降低成本，通常采用补偿导线把热电偶的冷端（自由端）延伸到温度比较稳定的控制室内，连接到仪表端子上。
温度传感器分类与特点
温度传感器分类与特点1.热电阻温度传感器（RTD）：热电阻温度传感器是一种基于电阻值随温度变化的原理工作的传感器。
常见的热电阻材料有铂（Pt100、Pt1000）、镍（Ni100、Ni1000）等。
热电阻温度传感器具有较高的精度、较宽的测量范围和较好的线性特性。
但是，它们的响应时间较慢，对环境干扰较为敏感。
2.热敏电阻温度传感器（NTC）：热敏电阻温度传感器是一种采用热敏电阻材料工作的传感器，其电阻值随温度变化。
常见的热敏电阻材料有氧化锡（SnO2）、氧化镁（MgO）等。
热敏电阻温度传感器具有较高的灵敏度和较低的成本，适用于大量应用场合。
但是，由于其非线性特性，需要进行校准和补偿，测量精度相对较低。
3.热电偶温度传感器：热电偶温度传感器是基于两种不同金属的电动势随温度变化的原理工作的传感器。
常见的热电偶有铜-铜镍（Type T）、铁-铜镍（Type J）等。
热电偶温度传感器具有较大的测量范围、良好的线性特性和较快的响应速度。
但是，由于热电偶两端的接触材料不同，容易受到外界电磁干扰的影响。
4.热电堆温度传感器：热电堆温度传感器是一种由多个热电偶组成的传感器，用于测量较高温度下的温度变化。
热电堆温度传感器具有较高的测量精度和较大的温度范围，适用于高温环境。
但是，由于需要多个热电偶的组合，造成了较高的成本。
5.红外温度传感器：红外温度传感器是一种基于物体放射出的红外线辐射功率与其温度成正比的原理工作的传感器。
红外温度传感器具有非接触式测量、快速响应和长测量距离等特点。
但是，其测量精度受到环境因素的影响较大，同时需要针对不同物体进行校准。
总的来说，不同类型的温度传感器各具特点，适用于不同的应用场合。
选择合适的温度传感器需要根据测量范围、精度要求、响应速度以及环境干扰等因素综合考虑。
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薄膜型及普通型铂热电阻
小型铂热电阻
防爆型铂热电阻
汽车用水温传感器及水温表 铜热电阻
学习查“铂热电阻分度表”
附录 铂热电阻分度表
铂电阻温度显示、变送器
★ 热电阻的测量电路
Rt
生产现场
☆ 三线制
r r 两线制
E：电桥电源；r：导线电阻
平衡：R1(Rt r) R2(R4 r)
Rt R2(R4 r) R1r R1
材料
铂 铜 铁 镍
温度系数α （1/℃）
3.92×10-3
4.25×10-3
6.50×10-3
6.60×10-3
比电阻ρ 温度范围
（.mm2/m） （℃）
0.0981
-200 ~ +650
0.0170
-50 ~ +150
0.0910
-50 ~ +150
0.1210
-50 ~ +100
特性
近线性 线性 非线性 非线性
结构：金属氧化物：钴Co、锰Mn、镍Ni 等的氧化物采 用不同比例配方、高温烧结而成。
下图所示的五根曲线分别为哪一种热敏电阻？
1 2 3 4 5
热敏电阻外形
MF12型 NTC热敏电阻
聚脂塑料封装热 敏电阻
其他形式的热敏电阻
玻璃封装 NTC热敏电阻
MF58 型热敏电阻
其他形式的热敏电阻
带安装孔的热敏电阻 大功率PTC热敏电阻
第三节 热电阻和热敏电阻测温（接触式）
温度
电阻 —— 电势 ———
热电阻
金属 （中温）
热敏电阻
半导体（低温）
热电偶 （高温）
一、金属热电阻
温度升高，金属内部原子晶格的振动 加剧，从而使金属内部的自由电子通过金 属导体时的阻碍增大，宏观上表现出电阻 率变大，电阻值增加，我们称其为正温度 系数，即电阻值与温度的变化趋势相同。
若R1 R2 则Rt R2R4 R1
导线电阻 r 对测量无影响
指示仪表 控制室
R1
R2
E
uA
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
R4
rr r
Rt
二、热敏电阻 半导体
热敏电阻的温度特性
电阻
NTC CTR
PTC
106
负温度系数热敏电阻：NTC
正温度系数热敏电阻：PTC
104
临界温度系数热敏电阻：CRT 102
温度℃
100
0 40 80 120 160 200
取一只 100W/220V 灯泡，用万用表测量其电阻 值，可以发现其冷态阻值只有几十欧姆，而计算得到 的额定热态电阻值应为484 。
易提纯、复现性好的金属材料才可用于制作热电阻
★ 热电阻材料特点
（1）高温度系数、高电阻率 （2）较宽测量范围内具有稳定的物理和化学性质 （3）良好的输出特性 （4）良好工艺性
热敏电阻温度面板表
热敏电阻
LCD
热敏电阻体温表
热敏电阻用于电热水器的温度控制
休息一下