溫度傳感器在冷藏箱中的應(yīng)用以及熱電阻材料的特性

溫度傳感器在冷藏箱中的應(yīng)用以及熱電阻材料的特性
   溫度傳感器是檢測(cè)溫度的器件，其種類(lèi)zui多，應(yīng)用zui廣，發(fā)展zui快。*，日常使用的材料及電子元件大部分特性都隨溫度而變化，在此我們暫時(shí)介紹zui常用的熱電阻和熱電偶兩類(lèi)產(chǎn)品。
1.熱電偶的工作原理
當(dāng)有兩種不同的導(dǎo)體和半導(dǎo)體A和B組成一個(gè)回路，其兩端相互連接時(shí)，只要兩結(jié)點(diǎn)處的溫度不同，一端溫度為T(mén)，稱(chēng)為工作端或熱端，另一端溫度為T(mén)O，稱(chēng)為自由端(也稱(chēng)參考端)或冷端，則回路中就有電流產(chǎn)生，即回路中存在的電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)為熱電動(dòng)勢(shì)。這種由于溫度不同而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱(chēng)為塞貝克效應(yīng)。與塞貝克有關(guān)的效應(yīng)有兩個(gè)：
其一，當(dāng)有電流流過(guò)兩個(gè)不同導(dǎo)體的連接處時(shí)，此處便吸收或放出熱量(取決于電流的方向)，稱(chēng)為珀?duì)柼?yīng)；
其二，當(dāng)有電流流過(guò)存在溫度梯度的導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體吸收或放出熱量(取決于電流相對(duì)于溫度梯度的方向)，稱(chēng)為湯姆遜效應(yīng)。兩種不同導(dǎo)體或半導(dǎo)體的組合稱(chēng)為熱電偶。熱電偶的熱電勢(shì)EAB(T，T0)是由接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)合成的。接觸電勢(shì)是指兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體在接觸處產(chǎn)生的電勢(shì)，此電勢(shì)與兩種導(dǎo)體或半導(dǎo)體的性質(zhì)及在接觸點(diǎn)的溫度有關(guān)。
溫差電勢(shì)是指同一導(dǎo)體或半導(dǎo)體在溫度不同的兩端產(chǎn)生的電勢(shì)，此電勢(shì)只與導(dǎo)體或半導(dǎo)體的性質(zhì)和兩端的溫度有關(guān)，而與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、截面大小、沿其長(zhǎng)度方向的溫度分布無(wú)關(guān)。無(wú)論接觸電勢(shì)或溫差電勢(shì)都是由于集中于接觸處端點(diǎn)的電子數(shù)不同而產(chǎn)生的電勢(shì)，熱電偶測(cè)量的熱電勢(shì)是二者的合成。當(dāng)回路斷開(kāi)時(shí)，在斷開(kāi)處a，b之間便有一電動(dòng)勢(shì)差△V，其極性和大小與回路中的熱電勢(shì)一致。并規(guī)定在冷端，當(dāng)電流由A流向B時(shí)，稱(chēng)A為正極，B為負(fù)極。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)△V很小時(shí)，△V與△T成正比關(guān)系。定義△V對(duì)△T的微分熱電勢(shì)為熱電勢(shì)率，又稱(chēng)塞貝克系數(shù)。塞貝克系數(shù)的符號(hào)和大小取決于組成熱電偶的兩種導(dǎo)體的熱電特性和結(jié)點(diǎn)的溫度差。

熱電阻材料的特性：
 導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而改變，通過(guò)測(cè)量其阻值推算出被測(cè)物體的溫度，利用此原理構(gòu)成的傳感器就是電阻溫度傳感器，這種傳感器主要用于-200—500℃溫度范圍內(nèi)的溫度測(cè)量。
 純金屬是熱電阻的主要制造材料，熱電阻的材料應(yīng)具有以下特性：
①電阻溫度系數(shù)要大而且穩(wěn)定，電阻值與溫度之間應(yīng)具有良好的線性關(guān)系。
②電阻率高，熱容量小，反應(yīng)速度快。
③材料的復(fù)現(xiàn)性和工藝性好，價(jià)格低。
④在測(cè)溫范圍內(nèi)化學(xué)物理特性穩(wěn)定。
  目前，在工業(yè)中應(yīng)用zui廣的鉑和銅，并已制作成標(biāo)準(zhǔn)測(cè)溫?zé)犭娮琛囟葌鞲衅鞯倪x擇主要是根據(jù)丈量范圍。當(dāng)丈量范圍預(yù)計(jì)在總量程之內(nèi)，可選用鉑電阻傳感器。較窄的量程通常要求傳感器必須具有相當(dāng)高的基本電阻，以便獲得足夠大的電阻變化。熱敏電阻所提供的足夠大的電阻變化使得這些敏感元件非常適用于窄的丈量范圍。假如丈量范圍相當(dāng)大時(shí)，熱電偶更適用。將冰點(diǎn)也包括在此范圍內(nèi)，由于熱電偶的分度表是以此溫度為基準(zhǔn)的。已知范圍內(nèi)的傳感器線性也可作為選擇傳感器的附加條件。