热电阻

发布时间：2022-08-12 15:29
作者：Ameya360
来源：网络
阅读量：2025

    热电阻（thermal resistor）是中低温区最常用的一种温度检测器。热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。金属热电阻常用的感温材料种类较多，最常用的是铂丝。工业测量用金属热电阻材料除铂丝外，还有铜、镍、铁、铁—镍等。

热电阻

热电阻主要类型

    普通型热电阻

    从热电阻的测温原理可知,被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的,因此,热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。

    铠装热电阻

    铠装热电阻是由感温元件(电阻体)、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体,它的外径一般为φ2--φ8mm,最小可达φmm。与普通型热电阻相比,它有下列优点:

    1、体积小,内部无空气隙,热惯性上,测量滞后小;

    2、机械性能好、耐振,抗冲击;

    3、能弯曲,便于安装;

    4、使用寿命长。

    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。

    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。隔爆型热电阻可用于Bla--B3c级区内具有爆炸危险场所的温度测量。

热电阻选型结构

    精通型热电阻:工业常用热电阻感温元件(电阻体)的结构及特点。从热电阻的测温原理可知,被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的,因此,热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。为消除引线电阻的影响同般采用三线制或四线制。

    铠装热电阻:铠装热电阻是由感温元件(电阻体)、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体,它的外径一般为φ2~φ8mm,小可达φmm。

    与普通型热电阻相比,它有下列优点:

    ①体积小,内部无空气隙,热惯性上,测量滞后小;②机械性能好、耐振,抗冲击;③能弯曲,便于安装;④使用寿命长。

    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。

    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。隔爆型热电阻可用于Bla~B3c级区内具有爆炸危险场所的温度测量。

热电阻特点

    1、压簧式感温元件,抗振性能好;

    2、测温精度高;

    3、机械强度高,耐高温耐压性能好;

    4、进口薄膜电阻元件,性能可靠稳定。

热电阻接线方式

    热电阻是把温度变化转换为电阻值变化的一次元件,通常需要把电阻信号通过引线传递到计算机控制装置或者其它一次仪表上。工业用热电阻安装在生产现场,与控制室之间存在一定的距离,因此热电阻的引线对测量结果会有较大的影响。

    目前热电阻的引线主要有三种方式:

    二线制:在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二线制:这种引线方法很简单,但由于连接导线必然存在引线电阻r,r大小与导线的材质和长度的因素有关,因此这种引线方式只适用于测量精度较低的场合

    三线制:在热电阻的根部的一端连接一根引线,另一端连接两根引线的方式称为三线制,这种方式通常与电桥配套使用,可以较好的消除引线电阻的影响,是工业过程控制中的最常用的。

    四线制:在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制,其中两根引线为热电阻提供恒定电流I,把R转换成电压信号U,再通过另两根引线把U引至二次仪表。可见这种引线方式可完全消除引线的电阻影响,主要用于高精度的温度检测。

    热电阻采用三线制接法。采用三线制是为了消除连接导线电阻引起的测量误差。这是因为测量热电阻的电路一般是不平衡电桥。热电阻作为电桥的一个桥臂电阻,其连接导线(从热电阻到中控室)也成为桥臂电阻的一部分,这一部分电阻是未知的且随环境温度变化,造成测量误差。采用三线制,将导线一根接到电桥的电源端,其余两根分别接到热电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上,这样消除了导线线路电阻带来的测量误差。

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　　在电子领域中，电阻是一种常见的被动元件，用于限制电流、调节电压、分压等各种电路应用。根据不同的材料、结构和工作原理，电阻可以分为多种类型，每种类型都有其独特的特点和适用场景。　　1. 固定电阻　　1.1 碳膜电阻　　定义：碳膜电阻是一种常见的电阻器，其电阻元件表面覆盖有一层碳膜。碳膜电阻的结构相对简单，通常由陶瓷、玻璃或金属基片上涂覆一层碳膜组成。碳膜的厚度和形态可以根据需要进行调整，以实现不同的电阻值。当电流通过碳膜电阻时，碳膜的电阻会限制电流流过的数量，从而起到调节电路中电流的作用。　　特点与优势　　价格低廉：碳膜电阻器的制造成本较低，因此价格相对便宜，适合大规模生产。　　稳定性好：碳膜电阻的电阻值相对稳定，不易受温度变化和环境影响。　　温度系数小：碳膜电阻的温度系数通常较小，使得在广泛的温度范围内保持稳定性。　　精度较高：碳膜电阻的精度可以达到一定水平，满足大部分一般电子电路的需求。　　应用领域　　碳膜电阻广泛应用于各种电子设备和电路中，例如放大器、滤波器、传感器、电源供应等。由于其稳定性和可靠性，碳膜电阻经常被用于要求较高精度和稳定性的电子系统中，确保电路正常运行并保持准确性。　　1.2 金属膜电阻　　定义：金属膜电阻是一种常见的电阻器，其电阻元件表面覆盖有一层金属膜。金属膜电阻的结构相对简单，通常由陶瓷、玻璃或金属基片上镀覆一层金属膜组成。金属膜的厚度和形态可以根据需要进行调整，以实现不同的电阻值。当电流通过金属膜电阻时，金属膜的电阻会限制电流流过的数量，从而起到调节电路中电流的作用。　　特点与优势　　精度高：金属膜电阻的制造工艺和材料都能够保证较高的电阻值精度，适用于对电阻值要求较高的电路设计。　　稳定性好：金属膜电阻的电阻值相对稳定，不易受温度变化和环境影响，可以确保电路工作的稳定性。　　温度系数小：金属膜电阻通常具有较小的温度系数，使得在广泛的温度范围内保持稳定性，适用于各种环境条件下的电路设计。　　耐久性强：金属膜电阻具有较好的耐久性，长时间使用不易出现电阻值漂移或变化，延长了电路的寿命。　　应用领域　　金属膜电阻广泛应用于精密仪器、测试设备、通信系统、计算机硬件等需要高精度和稳定性的电子设备中。由于其高精度、稳定性和耐久性等特点，金属膜电阻常被用于要求严格电路设计的场合，确保系统性能和准确性。　　1.3 金属氧化物膜电阻　　定义：金属氧化物膜电阻是一种常见的电阻器，其电阻元件表面覆盖有一层金属氧化物薄膜。金属氧化物膜电阻的结构包括基片、金属氧化物层和端子。基片通常为陶瓷或玻璃，上面涂覆有一层金属氧化物膜，如锌氧化物(ZnO)。当电流通过金属氧化物膜电阻时，金属氧化物层的电阻会限制电流流过的数量，从而调节电路中的电流。　　特点与优势　　高精度：金属氧化物膜电阻具有较高的电阻值精度，适用于对电阻值要求较高的电路应用。　　稳定性好：金属氧化物膜电阻的电阻值在不同温度和环境条件下保持稳定，确保电路的可靠性。　　温度系数小：金属氧化物膜电阻通常具有小的温度系数，使其在不同温度下仍然能够保持稳定性。　　耐压性强：金属氧化物膜电阻通常能够承受较高的电压，适用于各种高压电路设计。　　应用领域　　金属氧化物膜电阻广泛应用于精密仪器、通信系统、医疗设备、航空航天等领域，特别是对电阻值精度和稳定性要求较高的场合。金属氧化物膜电阻的优越特性使其成为设计复杂电子系统时不可或缺的元件之一。　　2. 可变电阻　　2.1 电位器　　定义：电位器是一种用来调节电路中电压、电流或信号的器件，也被称为可变电阻器。电位器通常用于调节电路中某些参数的数值，例如音量控制、亮度控制、电压调节等。电位器通常由导电材料形成的固定电阻和一个可移动的接触点组成。当旋钮或滑块移动时，接触点会改变其位置，从而改变电路中的电阻值。电位器可以分为旋钮式电位器和滑动式电位器两种类型，具体结构和工作原理略有不同，但原理都是通过移动接触点来改变电阻。　　类型　　旋钮式电位器：通过旋转旋钮来调整电阻值，常用于音频设备、仪器仪表等领域。　　滑动式电位器：通过滑动滑块来调整电阻值，常用于模拟电路、调光灯具等应用。　　特点与优势　　精准调节：电位器可以提供精确的电阻调节，使其在各种应用中被广泛使用。　　易于控制：通过旋钮或滑块简单地改变电位器的电阻值，方便快捷。　　调节范围广：电位器可以提供大范围的电阻调节，适用于不同场合的调节需求。　　可靠性高：良好设计的电位器具有较高的可靠性，长时间使用不易出现故障。　　应用领域　　电位器广泛应用于各种电子设备和电路中，包括音频设备、仪器仪表、电源电路、调光控制器、温度控制系统等。在这些领域中，电位器起到调节功能，帮助调整电路的参数并实现所需的功能。　　2.2 可变电阻器　　定义：可变电阻器是一种电阻器，它可以通过手动或自动调节来改变其电阻值。与固定电阻器不同，可变电阻器可以根据需要在一定范围内调整电阻值，从而调节电路中的电压、电流或信号。可变电阻器通常由一个固定电阻和一个可移动的接触点组成，通过改变接触点的位置来改变电路中的电阻值。可变电阻器的结构通常包括旋钮或滑块，使用户可以方便地调节电阻值。这种设计允许电路的某些特性得到灵活地调整，以满足特定应用需求。　　特点与优势　　灵活调节：可变电阻器可以提供灵活的电阻值调节，适用于各种需要调节电路参数的场合。　　易于控制：通过旋钮或滑块简单地改变电阻值，方便快捷。　　范围广：可变电阻器能够提供广泛的电阻调节范围，满足不同应用的需求。　　可靠性高：良好设计的可变电阻器具有较高的可靠性，长时间使用不易出现问题。　　应用领域　　可变电阻器广泛应用于各种电子设备和电路中，包括音频设备、仪器仪表、电源电路、调光控制器、温度控制系统等。在这些领域中，可变电阻器起到调节功能，帮助调整电路的参数并实现所需的功能。　　3. 特殊类型电阻　　3.1 光敏电阻　　定义：光敏电阻是一种特殊的电阻器件，其电阻值会随光照强度的变化而变化。也被称为光敏电阻器、光敏电阻器件或光电阻。光敏电阻通常由光敏材料(如硒化镉CdS)组成，在光照条件下，光敏材料的电子结构发生变化，导致材料的电阻值随之改变。当光线照射到光敏电阻上时，光照强度越大，电阻值就越小;反之，光照强度越小，电阻值就越大。这种特性使得光敏电阻可以用来检测光照强度，并根据需要调节电路参数。　　特点与优势　　光敏度高：光敏电阻对光信号的敏感度较高，能够准确地检测光照强度。　　响应速度快：光敏电阻对光信号的变化响应速度较快，适用于需要快速调节的应用。　　易于集成：光敏电阻体积小巧，易于集成到各种电路中。　　成本低：相较于其他光敏元件，光敏电阻具有较低的成本，适用于大规模生产。　　应用领域　　光敏电阻在许多领域得到广泛应用，例如：　　自动控制系统：用于实现根据光照条件自动调节灯光、窗帘等设备。　　光敏电路：用于制作光敏传感器、光控开关等。　　环境监测：用于检测环境的光照强度，例如用于气象站、温室等场合　　3.2 热敏电阻　　定义：热敏电阻(Thermistor)是一种电阻器件，其电阻值随温度的变化而变化。热敏电阻也被称为热敏电阻器、热敏电阻器件或热电阻。热敏电阻通常由热敏材料(如氧化铁、氧化铜等)构成，这些材料在不同温度下会表现出不同的电阻值。随着环境温度的变化，热敏电阻的电阻值随之变化。一种常见类型是负温度系数(NTC)热敏电阻，其电阻值随温度升高而降低;另一种类型是正温度系数(PTC)热敏电阻，其电阻值随温度升高而增加。　　特点与优势　　灵敏度高：热敏电阻对温度变化的响应速度较快，具有高灵敏度。　　稳定性好：热敏电阻在一定范围内具有较好的稳定性和可靠性。　　精度较高：热敏电阻可以提供较高的温度测量精度，适用于各种精密测温系统。　　成本适中：相对于其他温度传感器，热敏电阻具有较为经济实惠的价格。　　应用领域　　热敏电阻在许多领域得到广泛应用，包括：　　温度测量：用于测量环境温度或物体表面温度，例如在温度计、恒温器中。　　温度控制：用于根据温度变化调节系统的工作状态，实现温度控制功能。　　过热保护：用于监测设备运行时的温度，发现异常情况并采取保护措施。　　3.3 压敏电阻　　定义：压敏电阻(Varistor)是一种特殊的电阻器件，它的电阻值随着施加在其两端的电压变化而变化。压敏电阻也被称为过压保护器、压敏电阻器、氧化锌压敏电阻等。压敏电阻通常由氧化锌(ZnO)等细颗粒陶瓷材料制成，这些细颗粒材料之间存在多个PN结，当施加电压时，材料内部的PN结区域会发生击穿，形成导通路径，从而改变整体的电阻值。当电压升高到一定程度时，压敏电阻将迅速降低电阻值，吸收过电压并限制电压在安全范围内。　　特点与优势　　快速响应：压敏电阻对过电压的响应速度快，能够迅速降低电阻值以保护电路设备。　　高耐压能力：能够在较高电压下工作，并吸收或分散过电压。　　稳定性好：在正常工作条件下具有良好的稳定性和长寿命。　　多种型号：有不同尺寸和额定电压的压敏电阻可供选择，适用于各种电路设计需求。　　应用领域　　压敏电阻主要应用于以下领域：　　过电压保护：用于保护电子设备、电路元件免受过电压的损害，如雷击、静电放电等。　　电源电路：用于稳压、滤波、限流等功用，确保电路工作在安全范围内。　　传感器保护：用于保护传感器模块免受外界电压干扰。　　电阻作为电子元件中不可或缺的一部分，在各种电路设计中发挥着重要作用。不同类型的电阻根据其材料、结构和特性适用于不同的场景和应用需求。从固定电阻到可变电阻，再到特殊类型电阻，每种电阻都有其独特的特点和功能。
2024-04-09 11:51 阅读量：508
阻抗和电阻的区别
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阻抗和电阻的区别

　　在学习电路和电子设备时，我们常常会遇到两个重要的概念：阻抗(Impedance)和电阻(Resistance)。虽然这两个词听起来相似，但它们在电路分析和应用中具有不同的含义和功能。　　1.电阻(Resistance)　　电阻是最基本也是最常见的电路元件之一。它是指材料中流动电流受到阻碍的程度。电阻通常由导体或电阻器提供，其中导体的电阻称为欧姆电阻(Ohmic Resistance)，符号为R，单位是欧姆(Ω)。　　当通过一个电阻的电流I和电压V满足欧姆定律时，可以使用以下公式计算电阻：R = V / I　　换句话说，电阻是电压和电流之比，反映了电流通过导体时所遇到的阻碍程度。欧姆电阻在电路中产生的能量损耗以热量的形式释放。　　2.阻抗(Impedance)　　阻抗是电路中对交流信号的阻碍程度。它不仅考虑了电阻对电流的影响，还包括电感(Inductance)和电容(Capacitance)对交流信号的影响。阻抗通常用大写字母Z表示，单位是欧姆(Ω)。　　阻抗可以看作是电路元件对交流信号的整体阻碍效果，由电阻、电感和电容的组合形成。正如欧姆电阻在直流电路中的作用一样，阻抗在交流电路中起到限制电流流动的作用。　　3.阻抗的计算　　阻抗的计算需要考虑交流电路中的频率效应。对于纯电阻(Resistance)，其阻抗与电阻相等，即：Z = R　　然而，在存在电感和电容时，阻抗的计算会更加复杂。对于电感，其阻抗的大小与信号频率成正比。对于电容而言，阻抗的大小则与信号频率成反比。因此，当交流信号频率变化时，阻抗也随之变化。　　4.阻抗与电阻的应用　　阻抗和电阻在电路分析和应用中有着不同的作用。电阻主要用于限制电流，并在电路中产生能量损耗，例如加热元件、发光二极管等。阻抗则广泛应用于交流电路中，特别是在无线通信系统中。　　无线通信系统使用频率范围广泛，因此需要考虑信号频率对阻抗的影响。例如，在天线设计中，天线的阻抗匹配非常重要。如果天线的阻抗与传输线或其他电路元件的阻抗不匹配，将导致信号反射和损耗，影响无线通信性能。因此，在设计和优化无线通信系统时，需要考虑阻抗匹配，并通过合适的电路网络来调整阻抗。　　另外，阻抗在滤波器设计中也扮演着重要角色。滤波器用于选择特定频率范围内的信号并滤除其他频率的干扰。根据所需的滤波器特性，可以使用电感、电容和电阻的组合来实现阻抗的变化。通过调整阻抗，滤波器可以达到对特定频率的衰减或放大，以实现精确的频率选择。　　此外，阻抗和电阻在音频设备中也具有不同的应用。阻抗匹配在音频信号的传输和放大过程中起到重要作用。例如，音频输入源的阻抗需要与放大器的输入阻抗匹配，以最大限度地传递信号并减少噪音和失真。
2024-02-05 17:26 阅读量：1590
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