测温与气敏电阻传感器详解：第二章第二节应用

有毒气体传感器的使用-自动检测技术及应用（第2版）课件（第二章，第2~4节）主要探讨了三种常见的测温传感器：测温热电阻传感器、气敏电阻传感器和湿敏电阻传感器。其中，测温热电阻传感器是章节的重点，它包括金属热电阻和热敏电阻的原理、结构以及它们的工作机制。 测温热电阻传感器的原理基于金属内部电阻随温度变化的现象。当温度升高时，金属原子晶格振动加剧，自由电子受到阻碍，电阻值增大，表现为正温度系数。金属热电阻如金属丝，其电阻值会随温度上升而增大。例如，利用钨丝作为示例，我们可以看到其冷态电阻较低，而随着温度升高，电阻值接近其额定热态值，显示出明显的正温度系数特性。 超导现象在低温下被发现，如汞在4.2K以下失去电阻，这是由昂内斯等人在1911年的研究揭示的。这种超导性使得某些金属材料在特定温度下成为理想的热电阻材料，但它们必须具备如高线性度、性能稳定、加工容易等特性。 金属热电阻的阻值与温度之间的关系并非线性的，而是通过多项式表达式描述，如Rt=R0*(1+At+Bt^2+Ct^3+Dt^4)，其中R0是0℃时的电阻值，A、B、C、D是温度系数。在实际应用中，为了简化计算，可以使用近似的线性关系Rt=R0*(1+αt)。 课件中还介绍了两种具体的热电阻类型：装配式铂热电阻，其在0℃时的电阻值为100Ω，适用于工业环境；而薄膜式铂热电阻，如Pt1000，0℃时电阻为1kΩ，但需注意其工作电流限制。在制造这些传感器时，精密工艺如激光光刻和阻值微调被用来确保精度。 这部分内容涵盖了测温热电阻传感器的基础理论、不同类型的热电阻材料的选择，以及它们在实际应用中的性能和要求。这对于理解和设计涉及有毒气体检测的自动控制系统有着重要的指导意义。