2.1.4　热电阻传感器的应用

1.中央空调管道供回水温度的检测

中央空调系统一般主要由制冷压缩机系统、冷冻循环水系统、冷却循环水系统、盘管风机系统、冷却塔风机系统等组成，中央空调系统原理框图如图2-14所示。

制冷压缩机系统通过压缩机将制冷剂压缩成液态后送蒸发器中，冷冻循环水系统通过冷冻泵将常温水泵入蒸发器盘管中与冷媒进行间接热交换，这样原来的常温水就变成了低温冷冻水，冷冻水送到各风机风口的冷却盘管中吸收盘管周围的空气热量，产生的低温空气由盘管风机吹送到各个房间，从而达到降温的目的。冷媒在蒸发器中被充分压缩并伴随热量吸收过程完成后，再被送到冷凝器中去恢复常压状态，以便其在冷凝器中释放热量，其释放的热量正是通过冷却循环水系统的冷却水带走的。冷却循环水系统将常温水通过冷却泵泵入冷凝器热交换盘管后，再将这已变热的冷却水送到冷却塔上，由冷却塔对其进行自然冷却或通过冷却塔风机对其进行喷淋式强迫风冷，与大气之间进行充分热交换，使冷却水变回常温，以便再循环使用。

由于冷却塔的水温是随环境温度而变化的，其单侧水温不能准确地反映冷冻机组产生热量的多少，所以，对于冷却泵，以进水和回水的温差作为控制依据，实现进水和回水间的恒温差控制是比较合理的。温差大，说明冷冻机组产生的热量大，应提高冷却泵的转速，增大冷却水的循环速度；反之则应该降低转速。因此，在管道供回水处采用热电阻Pt100测温，并采用温度变送器将热电阻与电源、仪表等相连，温度变送器输出电信号送入控制仪表。

2.热敏电阻测量湿度

热敏电阻测量湿度的测量电桥由两只特性相同的热敏电阻R1、Rt和相同的桥臂固定电阻R3、R4组成，桥路供电电压恒定不变，电路图如图2-15所示。

测量时，热敏电阻R1作为环境温度补偿电阻，封装在干燥的气体中；热敏电阻Rt作为温度敏感组件，两者共同组成湿度传感器。当有电流通过时，热敏电阻上的温度要高于空气温度20℃左右，两只热敏电阻阻值相同，在干燥空气中电桥保持平衡，输出为零；当传感器接触到潮湿空气时，由于空气中水蒸气的含量不同，空气热传导率发生相应的变化，此时检测组件Rt的阻值发生相应变化，这样，电桥就会输出一个不平衡电压，这个不平衡的电压值为绝对湿度的函数。

3.热敏电阻测量流量

利用热敏电阻上的热量消耗和介质流速的关系可以测量流量、流速等。图2-16为热敏电阻测流量原理图，流量采用两个相同的铂电阻探头Rt1和Rt2，Rt1放在被测液体管道中央，Rt2放在温度与流体温度相同但不受流速影响的小室中，它们分别接在电桥的两个相邻臂上。

当流速为零时，电桥处于平衡状态，检流计中无电流指示；当介质流动时，Rt1上的热量会被流动的介质带走，则阻值发生变化，而Rt2没有发生改变，这时电桥失去了平衡，产生了一个与流量变化相对应的电流流经检流计。如果事先将检流计按流量标定过，则从检流计的刻度上便可知介质流量的大小。

4.热敏电阻测量液位

图2-17为某汽车油箱液位检测电路图，电路由热敏电阻和指示灯组成，通过指示灯的亮、灭，就可判断汽油量的多少。

热敏电阻上加有电压时，就有电流通过，在电流的作用下，热敏电阻本身会发热。当热敏电阻置于汽油中时，其热量易散发，所以热敏电阻的温度不会升高，其阻值略有增加；反之，当汽油量减少，热敏电阻暴露在空气中时，因为其热量难以散发，所以热敏电阻的阻值降低。当热敏电阻的阻值下降到一定值时，电路中流过的电流增大到可以使继电器触点闭合，则低油面报警灯点亮报警。

5.温度变送器

热电阻温度变送器是由基准单元、R/V转换单元、线性电路、反接保护、限流保护、V/I转换单元等组成的。测温热电阻信号转换放大后，再由线性电路对温度与电阻的非线性关系进行补偿，经V/I转换单元后输出一个与被测温度成线性关系的4～20mA的恒流信号。

温度变送器有多种规格以适用于不同分度号的热电阻、热电偶，这里采用的温度变送器是二线制4～20mA电流输出的，二线制输出型热电阻温度变送器的接线图如图2-18所示，其中RTD为热电阻，采用三线制接线，DC 24V电源输入及输出共享两根线，为了实现电流向电压的转换，输出回路中可串联一只250Ω高精度的金属膜电阻，获取的电压范围为1～5V。使用前须按照温度传感器的测温范围对变送器进行调校，以减小测量误差。调校后输出信号是与温度信号成线性关系的，因此已知温度变送器的测温范围（例如-200～600℃）及输出信号的范围，由线性代数就可求得输出信号与温度信号关系为

式中：Tc——当前被测环境温度；

Vo——采样电阻上测得的电压；

Tmin、Tmax——温度变送器的测温范围下限和上限，如-200℃和600℃；

Vmin、Vmax——温度变送器对应输出范围的下限和上限，如1V和5V。