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熱敏電阻温度表
鎖定
自然界中的許多固體材料,根據其導電能力(
電阻率)可分為三種類型,即導體、半導體和
絕緣體。半導體的電阻率是介於絕緣體與導體之間,但它們之間並沒有一個截然的界限。某些半導體的電阻率與温度之間有顯著的依賴關係,而且其電阻温度係數為負值,這類半導體也稱為“熱敏電阻”。利用這種半導體材料作為感温元件的儀器,稱為熱敏電阻温度表(或半導體温度表)。
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- 中文名
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熱敏電阻温度表
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- 外文名
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thermistor thermometer
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- 結 構
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利用熱敏電阻作為感温元件的測温儀器
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- 測温原理
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電阻值隨温度變化而變化
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- 適 用
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適用於遠距離測量
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- 注意事項
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製造工藝,環境條件
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熱敏電阻温度表簡介
在小氣候調查中,例如在研究冷氣流的厚度等工作時,需要觀測氣温的垂直分佈。在這種場合,可使用供遙測用的温度表。這類温度表的代表是熱電偶和熱敏電阻温度表。
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熱敏電阻温度表是電阻温度表的一種。這種温度表是利用金屬的電阻隨着温度的變化而變化的性質做成的。熱敏電阻是在幾種
金屬氧化物的粉末中加進粘土、糊劑等鑄成。其温度電阻特性表現為,在低温情況下電阻大,而高温情況下電阻小。測温用的温度表在常温下為10千歐姆左右,温度係數為-4%左右,較普通的電阻温度表要大得多。因此,有導線電阻影響小、容易作遙測的特徵。在室外觀測氣温時,跟普通的温度表一樣,仍然需要安裝防輻射罩。
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熱敏電阻温度表使用材料
通常用來製造熱敏電阻的材料是金屬錳、鎂、鈷、鎳、鐵等的氧化物的混合體,例如
二氧化鈦一氧化錳,氧化鎳一氧化錳等温合物。改變這些成分含量的比例,就可以改變其電導率、電阻温度係數以及其它特性。
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熱敏電阻温度表的感應元件為由幾種
金屬氧化物混合燒結成的導體電阻,其電阻值通常幾十千歐,其電阻温度係數大,靈敏度高於金屬電阻温度表,但穩定性稍差。
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熱敏電阻温度表測温原理
測温熱敏電阻的原料是某些金屬氧化物的混合物,例如氧化鎂、氧化銅、氧化鈷和氧化鐵的混合物,在800~900℃的高温下燒結而成。
由於
半導體是靠載流子而導電,而載流子是由熱運動激發的,温度越高,所激發的載流子越多,於是其電阻率減小。也就是説,其電阻温度係數是負的。實驗指出,在氣象測温範圍內,熱敏電阻電阻值R
T與絕對温度T的關係如下式:
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熱敏電阻温度表儀表特點
(1)熱敏電阻的温度係數約為金屬的10倍,所以有很高的靈敏度。
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(2)其感温元件的熱滯係數可以很小,也可以很大,因此其測温適用的範圍較廣。
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(3)由於其本身阻值高,靈敏度大,可以相應地減小延引導線温度變化及線路中接觸電阻等引起的誤差,故更適用於遠距離測量。
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(4)它的不足之處是:檢定線是非線性的,而且其測温特性的時間穩定性差。但使用中採取適當技術措施後,並不妨礙它的廣泛應用。
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(5)每個熱敏電阻的特性不同,所以一致性差,給使用帶來不便。
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熱敏電阻温度表注意事項
在小氣候觀測中,要求半導體温度表的特性具有一定時間的穩定性,而影響穩定性的因素有兩方面:首先是製造工藝,因此製造出的熱敏電阻元件必須經過人工老化。雖然國內工藝水平已能生產穩定的高質量熱敏電阻,但在較長時間使用過程中還應注意經常與玻璃温度表進行比較檢定,避免誤差。
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除元件本身的質量影響其穩定性外,使用儀器的環境條件也應注意。例如在野外農田觀測中,熱敏電阻元件表面附有凝結水,或環境濕度很大,都會影響其原檢定線的特性,因此在測定目的允許條件下,可適當採取防潮措施。
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- 參考資料
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1.
楊正明,金一鍔.農業氣象儀器原理:北京農業大學出版社,1989
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2.
國家機械工業局行業管理司,國家國內貿易局設備成套管理局.中國機電產品大辭典:機械工業出版社,1999
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3.
(日)小澤行雄,吉野正敏.小氣候調查方法:廣西人民出版社,1982
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4.
劉世平.實驗外彈道學:北京理工大學出版社,2016