在生活当中的应用
——在热水器，冰箱，电饭锅等电器中的应用
在我们的日常生活当中，温度控制时时刻刻都存在着。在热水器中打一杯热水，热水温度的控制就需要温度传感器；夏天冰箱里的食物清凉可口而且不易变质，冰箱里的温度控制也需要温度传感器；感冒发烧时测体温用的体温计也是需要温度传感器的帮忙；还有生活中其他的东西很多都需要温度控制，温度测量元件的帮助。 一、热电阻
既然，热电阻在我们生活中是如此的重要，我们首先要了解其工作原理。
热电阻，主要是利用电阻随温度升高而增大这一特性来测量温度的。热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。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。金属热电阻的感温元件有石英套管十字骨架结构，麻花骨架结构得杆式结构等。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、钨、银等。薄膜热电阻是利用电子阴极溅射的方法制造，可实现工业化大批量生产。
其工作原理是，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。
热电阻的结构和分类：按其结构类型来分，热电阻有普通型、铠装型、薄膜型等。普通型热电阻由感温元件(金属电阳丝）、支架、引线、保护套管及接线盒等基本部分组成。为避免电感分量，热电阻丝 常采用双线并绕，制成无感电阻。
1、感温元件(金属电阻丝)
由于铂的电阻率较大，而且相对机械强度较大，通常铂丝的直径在（0.03~0.07）mrn±0.005mm。可单层绕制，若铂丝太细、电阻体可做得小，但强度低，若铂丝粗，虽强度大 ，但电阻体积大了，热惰性也大，成本高。由于铜的机械强度较低，电阻丝的直径需较大，一般为0.1mm±0.005mm的漆包铜线或丝包线分层绕在骨架上，并涂卜绝缘漆而成。由于 铜电阻的温度低，故可以重叠多层绕制，一般多用双绕法，即两根丝平行绕制，在末端把两个头焊接起来，这样工作电流从一根热电阻丝进人，从另根热电阻丝反向出来，形成两 个电流力向相反的线圈，其磁场方向相反，产生的电感就互相抵消，故又称无感绕法。这种双绕法也有利于引线的引出。
2、骨架
热电阻是绕制在骨架上的，骨架是用来支持和固定电阻丝的。骨架应使用电绝缘性能好、高混下机械强度高，体膨胀系数小、物理化学猪肉精性能稳定、对热电阻无污染的材料制造 ，常用的是云母、石英、陶瓷、玻璃及塑料等。
3、引线
引线的直径应当比热电阻丝大几倍，尽量减少引线的电阻，增加引线的机械强度和连接的可靠性，对于工业用的铂热电阻，一般采用lmm的银丝作为引线；对于标准的铂热电阻 可采用0.3 rnrn的铂丝作为引线；对于铜热电阻则常用0.5mm的铜线。
在骨架上绕制好热电阻丝 ,并焊好引线之后，在其外面加上云母片进行保护。在装人外保护套管，并和接线盒或外部导线相连接，即得到热电阻传感器。
目前有生产薄膜型热电阻，它是利用真空镀膜法或糊浆印刷烧结法使金属薄膜附着在耐高温基底上。其尺寸可以小到几平方毫米，可将其粘贴在被测高温物体上，测量局部温 度，具有热窬一小，反应快的特点。
国内统一设计的工业用铂热电阻在0℃时的阻值有25Ω、100Ω等几种。分度号分别用Pt25、Pt100等表示。薄膜型铂热电阻有100Ω、1000Ω等数种。同样，铜热电阻在0℃时的 阻值为50Ω、100Ω两种，分度号用Cu50 , Cu100表示。
表一 热电阻的主要技术性能
材料 | 铂（WZP） | 铜（WZC） |
使用温度范围/℃ | -200～+960 | -50～+150 |
电阻率 | 0.0981～0.106 | 0.017 |
间电阻温度系数平均值 | 0.00385 | 0.00428 |
化学稳定性 | 在氧化性介质中较稳定，不能在还原性介质中使用，尤其在高温情况下。 | 超过100℃易氧化 |
特性 | 特性近于线性、性能稳定、精度高 | 线性较好、价格低廉、体积大 |
应用 | 适用于较高温度的测量，可作为标准测温装置 | 适用于测量低温、无水分、无腐蚀性介质的温度 |
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a) 圆片型热敏电阻 b）柱型热敏电阻 c）珠型热敏电阻 d）铠装型 e）厚膜型 f）图形符号
1—热敏电阻 2—玻璃外壳 3—引出线 4—紫铜外壳pvc再生颗粒 5—传感安装孔
2、热电阻传感器
热电阻传感器是利用导体的电阻随温度变化的特性，对温度和温度有关的参数进行检测
的装置。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。大多数热电阻在温度升高1℃时电阻值将增加0.4% ~ 0.6%。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。
热电阻传感器主要是利用电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。在温度检测精度要求比较高的场合，这种传感器比较适用。目前较为广泛的热电阻材料为铂、铜、镍等，它们具有电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、加工容易等特点。用于测量-200℃～+500℃范围内的温度。并且随着科技的发展热电阻传感器的测温范围也随着扩展，低温方面已成功地应用于 密封条生产线1 ~ 3K的温度测量中，高温方面也出现了多种用于1000 ~ 1300℃的热电阻传感器。
热电阻传感器分类 ：NTC热电阻传感器：该类传感器为负温度系数传感器，即，传感器阻值随温度的升高而减小；PTC热电阻传感器：该类传感器为正温度系数传感器，即，传感器阻值随温度的升高而增大。模板支撑体系
其工作原理是:热电阻是利用物质在温度变化时，其电阻也随着发生变化的特征来测量温度
的。当阻值变化时，工作仪表便显示出阻值所对应的温度值。
热电阻传感器是利用导体或半导体的电阻率随温度的变化而变化的原理制成的。铂属贵重金属,具有耐高温、温度特性好、使用寿命长等特点,因而得到广泛应用。
铂电阻阻值与温度之间的关系是非线性的。
热电阻传感器的优点有：
①测量精度高；热电阻传感器之所以有较高的测量精度，主要是一些材料的电阻温度特性稳定，复现性好。其次，与热电偶相比，它没有参比端误差问题。
②有较大的测量范围，尤其在低温方面；
③易于使用在自动测量和远距离测量中。
3、热电阻在热水器中的应用
燃气直流式热水器中一般设置有防止不完全燃烧的安全装置、熄火安全装置、空烧安全装置及过热安全装置等。前两个安全装置主要由温度传感器（热电偶）构成，后两个安全装置由水气联动装置来实现 。
在热水器中的两个热电偶，一个设置在长明火的旁边，其热电动势加在电磁阀Y线圈的两端，在松开开关S时维持电磁阀的工作。如果发生意外使长明火熄灭，电磁阀关闭，切断燃气通路。
缺氧保护热电偶2设置在燃烧室的上方，与热电偶1反极性串联。热水器正常工作时，热
电偶2的热电动势较小，不影响电磁阀的工作。当氧气不足时，火焰变红且拉长，热电偶2被拉长的火焰加热，产生较大的热电动势，抵消了热电偶1的热电动势，使电磁阀Y关闭，起到了缺氧保护的作用。
对热水器来说，这传感器坏了的话会引起无法控制温度或不会烧水。一般里面有2个传感器，一个是80或85度的烧水传感器，一个是90或95度保护传感器， 烧水的开路了的话就会一直处于保温灯亮的状态，水不会烧了。如果短路了则会一直处于烧水状态，水会一直沸腾，水就会溢出来漏到机壳内会引起漏电，这个很危险的。保护传感器坏了的话会使保护无效也是很危险的。
四、热电阻在热电阻式流量计中的应用
热电阻式流量计是根据物理学中关于介质内部热传导现象制成的。如果温度为的热电阻放入温度为介质内，设热电阻与介质相接触的表面面积为A，则热电阻耗散的热量Q可表示为
式中K——热传导系数或称传热系数。
实验证明，K与介质的密度、粘度、平均流速等参数有关。当其他参数为定值时，K仅与介质的平均流速V成正比，即
上式说明通过测量热电阻耗散的热量Q即可测量介质的平均流速或流量。
5、热电阻传感器在电冰箱中的应用
电冰箱控制系统主要包括：温度自动控制、除霜温度控制、流量自动控制、过热及过电流保护等。完成这些控制需要检测温度和流量（或流速）的传感器。
常见的电冰箱电路，它主要由温度控制器、温度显示器、PTC启动器、除霜温控器、电动机保护装置、开关、风扇及压缩机电动机等组成。
离子风机aryang ①压力式温度传感器：压力式温度传感器有波纹管式和膜盒式两种形式，主要用于温度控制器和除霜温控器。如图9-2所示，传感器由波纹管（或膜盒）与感温管连成一体，内部填
充感温剂。
②热敏电阻式温控电路。热敏电阻式温控电路如图9-3所示。热敏电阻Rt与电阻R3、R4、R5组成电桥，经IC1组成的比较器、IC2组成的触发器、驱动管V、继电器K控制压缩机的启停。
③热敏电阻除霜温度控制，是用热敏电阻组成的除霜温控电路，使除霜以手动开始，自动结束，实现了半自动除霜。
6、钢板桩引孔热敏传感器在电饭锅中的应用
如图所示是电饭锅用磁钢限温器的结构原理图。传感器的受热板1紧靠内锅锅底，当压下煮饭开关时，通过杠杆将永久磁铁推上，与热敏铁氧体相吸，开关接通电源。当热敏铁氧体的温度超过居里点温度，将失去磁化特性。铁氧体的吸力不仅与温度有关，还与其厚度有关。选择热敏铁氧体的材料配方和弹簧的弹性力，当锅中米饭做好，锅底的温度升高到103℃时，弹簧力大于永久磁铁与热敏铁氧体吸力，弹簧力将永久磁铁压下，电源被切断。
7、热电阻在电体温计中的应用
传统的玻璃水银（汞）体温计不仅使用不便，而且还存在着安全隐患。用玻璃水银体温计给婴幼儿测量体温具有一定的危险性，并且体温计水银囊的玻壳薄脆易碎，一旦被不慎咬碎，极易导致汞的外泄污染与中毒。欧美各国从上世纪末就已纷纷宣布禁止使用与销售水银体温计，并换代升级为安全环保的电子体温计。电子体温计在国内也正在逐渐成为水银体温计的升级替代品。
2003年以来流行的“非典”、“甲流”等呼吸系统传染性疾病给中国和世界带来了无尽的痛苦和灾难。这类疾病的主要病征之一就是发烧。为此，许多车站、码头、学校、企事业单位、医务点均以测量体温作为判断是否得了“甲流”等疾病的前提。而数字体温计以使用方便、检测时间短、精确度高、显示清晰、直观、安全性好、价格合理等优点将会得到更广泛的应用。
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