熱電阻的測溫原理

熱電阻是基于電阻的熱效應進行溫度測量的，即電阻體的阻值随溫度的變化而變化的特性。因此，隻要測量出感熱電阻的阻值變化，就可以測量出溫度。目前主要有金屬熱電阻和半導體熱敏電阻兩類。

金屬熱電阻的電阻值和溫度一般可以用以下的近似關系式表示，即

Rt=Rt0[1 α（t-t0）]

式中，Rt為溫度t時的阻值；Rt0為溫度t0（通常t0=0℃）時對應電阻值；α為溫度系數。

半導體熱敏電阻的阻值和溫度關系為

Rt=AeB/t

式中Rt為溫度為t時的阻值；A、B取決于半導體材料的結構的常數。

相比較而言，熱敏電阻的溫度系數更大，常溫下的電阻值更高（通常在數千歐以上），但互換性較差，非線性嚴重，測溫範圍隻有-50~300℃左右，大量用于家電和汽車用溫度檢測和控制。

金屬熱電阻一般适用于-200~500℃範圍内的溫度測量，其特點是測量準确、穩定性好、性能可靠，在過程控制中的應用極其廣泛。

目前應用最廣泛的熱電阻材料是鉑和銅：

鉑電阻精度高，适用于中性和氧化性介質，穩定性好，具有一定的非線性，溫度越高電阻變化率越小；

鉑電阻有R0=10Ω、R0=100Ω和R0=1000Ω等幾種，它們的分度号分别為Pt10、Pt100、Pt1000；

銅電阻在測溫範圍内電阻值和溫度呈線性關系，溫度線數大，适用于無腐蝕介質，超過150易被氧化。

銅電阻有R0=50Ω和R0=100Ω兩種，它們的分度号為Cu50和Cu100。

其中Pt100和Cu50的應用最為廣泛。

結構形式：

铠裝熱電阻

铠裝熱電阻是由感溫元件（電阻體）、引線、絕緣材料、不鏽鋼套管組合而成的堅實體，它的外徑一般為φ2--φ8mm，最小可達φmm。

铠裝式熱電阻

端面熱電阻

端面熱電阻感溫元件由特殊處理的電阻絲材繞制，緊貼在溫度計端面。它與一般軸向熱電阻相比，能更正确和快速地反映被測端面的實際溫度，适用于測量軸瓦和其他機件的端面溫度。

端面熱電阻

裝配式熱電阻：主要由接線盒、保護管、接線端子、絕緣瓷珠和感溫元件組成基本結構，并配以各種安裝固定裝置組成。

裝配式熱地電阻

接線方式：

二線制：在熱電阻的兩端各連接一根導線來引出電阻信号的方式叫二線制：這種引線方法很簡單，但由于連接導線必然存在引線電阻r，r大小與導線的材質和長度的因素有關，因此這種引線方式隻适用于測量精度較低的場合。

三線制：在熱電阻的根部的一端連接一根引線，另一端連接兩根引線的方式稱為三線制，這種方式通常與電橋配套使用，可以較好的消除引線電阻的影響，是工業過程控制中的最常用的。

四線制：在熱電阻的根部兩端各連接兩根導線的方式稱為四線制，其中兩根引線為熱電阻提供恒定電流I，把R轉換成電壓信号U，再通過另兩根引線把U引至二次儀表。可見這種引線方式可完全消除引線的電阻影響，主要用于高精度的溫度檢測。

工業過程控制常用熱電阻三線制接法。

采用三線制是為了消除連接導線電阻引起的測量誤差，這是因為測量熱電阻的電路一般是不平衡電橋。

熱電阻作為電橋的一個橋臂電阻，其連接導線（從熱電阻到中控室）也成為橋臂電阻的一部分，這一部分電阻是未知的且随環境溫度變化，造成測量誤差。

采用三線制，将導線一根接到電橋的電源端，其餘兩根分别接到熱電阻所在的橋臂及與其相鄰的橋臂上，這樣消除了導線線路電阻帶來的測量誤差。

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