第五章 热电阻

1、第五章第五章 热电阻热电阻热电阻温度计在中、低温下具有较高的准确热电阻温度计在中、低温下具有较高的准确度，通常用来测量度，通常用来测量-200500范围内的温度。范围内的温度。热电阻温度表由热电阻和显示仪表组成热电阻温度表由热电阻和显示仪表组成v热电阻的测温原理热电阻的测温原理v标准热电阻的种类与结构标准热电阻的种类与结构v热电阻的校验热电阻的校验热电阻的测温原理热电阻的测温原理v物质的电阻值随物质本身的温度而变化，这物质的电阻值随物质本身的温度而变化，这种物理现象称为种物理现象称为热电阻效应热电阻效应。当热电阻元件。当热电阻元件与被测对象通过热交换达到热平衡时，就可与被测对象通过热交换达到热

2、平衡时，就可以根据热电阻元件的电阻值确定被测对象的以根据热电阻元件的电阻值确定被测对象的温度。习惯上，常把一个热电阻元件叫做热温度。习惯上，常把一个热电阻元件叫做热电阻。电阻。v常用的热电阻元件有金属导体热电阻和半导常用的热电阻元件有金属导体热电阻和半导体热敏电阻。体热敏电阻。金属导体热电阻金属导体热电阻v大多数金属导体的电阻值都随温度升高而增大，实大多数金属导体的电阻值都随温度升高而增大，实验证明，温度升高验证明，温度升高1，导体的电阻值增加，导体的电阻值增加0.4%0.6%。v对于金属导体，在一定的温度范围内，其电阻与温对于金属导体，在一定的温度范围内，其电阻与温度的关系为：度的关系为：v

3、当金属导体热电阻在温度当金属导体热电阻在温度t0时的电阻值时的电阻值Rt0和电阻温和电阻温度系数度系数都已知，只要测量电阻都已知，只要测量电阻Rt就可以知道被测就可以知道被测温度的高低。温度的高低。v是温度在一定范围内，金属导体的电阻温度系数，是温度在一定范围内，金属导体的电阻温度系数，单位是单位是1/，电阻温度系数表示温度变化，电阻温度系数表示温度变化1时，电时，电阻的相对变化量。阻的相对变化量。tt00RR1(tt )半导体热敏电阻半导体热敏电阻v当温度升高当温度升高1，半导体热敏电阻值要减小，半导体热敏电阻值要减小3%6%。v半导体热敏电阻与温度之间通常为指数关系：半导体热敏电阻与温度之

4、间通常为指数关系：v其电阻温度系数为负数，且随着温度上升，其电阻温度系数为负数，且随着温度上升，电阻温度系数急剧减小，即高温下的测量灵电阻温度系数急剧减小，即高温下的测量灵敏度很低。敏度很低。v优点优点：电阻温度系数大，灵敏度高；电阻温度系数大，灵敏度高；电阻率大，可以作成体积很小电阻率大，可以作成体积很小而热阻很大的热敏电阻元件而热阻很大的热敏电阻元件;由于电阻大，连接导线的电阻由于电阻大，连接导线的电阻变化的影响可以忽略不计；变化的影响可以忽略不计；热容量小，可以测点的温度。热容量小，可以测点的温度。v缺点缺点：性能不稳定，测量准确度低，性能不稳定，测量准确度低，同一型号热敏电阻的电阻温度

5、同一型号热敏电阻的电阻温度系数分散性大；系数分散性大；电阻温度关系非线性严重，使电阻温度关系非线性严重，使用起来很不方便。用起来很不方便。v适用范围适用范围：用于测量要求不：用于测量要求不高的场合，以及作为仪器、高的场合，以及作为仪器、仪表中的温度补偿元件。仪表中的温度补偿元件。v测温范围测温范围：-100300标准热电阻的种类与结构标准热电阻的种类与结构工业热电阻有普通型和铠装型两种，他们都由感温元工业热电阻有普通型和铠装型两种，他们都由感温元件、引出线、保护套管、接线盒、绝缘材料等组成。件、引出线、保护套管、接线盒、绝缘材料等组成。v材料要求材料要求v铂电阻铂电阻v铜电阻铜电阻材料要求材料

6、要求v电阻温度系数电阻温度系数大，电阻和温度之间尽量接近线性大，电阻和温度之间尽量接近线性关系；关系；金属材料的纯度对电阻温度系数影响很大，金属材料的纯度对电阻温度系数影响很大，材料纯度越高，其材料纯度越高，其越大。越大。 R100/R0越大，越大，越大，材料纯度越高。因此常用越大，材料纯度越高。因此常用R100/R0代表材料的纯度。代表材料的纯度。v电阻率高，以便把热电阻体积做得小些；电阻率高，以便把热电阻体积做得小些；v测温范围内物理、化学性质稳定；测温范围内物理、化学性质稳定；v工艺性好、易于复制、价格便宜。工艺性好、易于复制、价格便宜。 综上所述，比较适宜做热电阻的材料有铂、铜、综上所

7、述，比较适宜做热电阻的材料有铂、铜、铁、镍等。铁、镍等。1 0 00R11R1 0 0铂电阻铂电阻v测温范围测温范围：-200500v优点优点：物理、化学性质：物理、化学性质稳定，测量准确度高稳定，测量准确度高v缺点缺点：在还原气氛中容：在还原气氛中容易变脆，使电阻温度关易变脆，使电阻温度关系发生变化。系发生变化。v结构结构：如图所示：如图所示在在0850范围内，铂电阻的电阻值与温度的关系为范围内，铂电阻的电阻值与温度的关系为 在在2000范围内为：范围内为： 式中式中 R0、Rt温度为温度为0及及t时的铂电阻的电阻值；时的铂电阻的电阻值； A、B、C常数值，其中：常数值，其中： A=3.96

8、84710-3-1或或3.9485110-3-1 B=5.84710-7-2或或5.85110-7-2 C=4.2210-12-4或或4.0410-12-4Rt=R0（1+At+Bt2）Rt=R01+At+Bt2+C(t-100) t3 国际温标规定，作为基准器的铂电阻，其国际温标规定，作为基准器的铂电阻，其R100/R0不得小不得小于于1.3925。我国工业用铂电阻分度号为。我国工业用铂电阻分度号为Pt50 (R0=50) Pt100 (R0=100) ，其，其R100/R01.391。用途用途：钢铁：钢铁,地质地质,石油石油,化工等生产工艺流程化工等生产工艺流程,各种食品加各种食品加工工,

9、空调设备及冷冻库空调设备及冷冻库,恒温槽等的温度检测与控制中。恒温槽等的温度检测与控制中。铜电阻铜电阻v测温范围：测温范围：-50150v优点优点：电阻温度关系几：电阻温度关系几乎是线性的、电阻温度乎是线性的、电阻温度系数比较大、材料容易系数比较大、材料容易加工和提纯，价格便宜加工和提纯，价格便宜v缺点缺点：电阻率小，铜在：电阻率小，铜在高温下容易氧化，只能高温下容易氧化，只能在低温和无腐蚀介质中在低温和无腐蚀介质中使用。使用。v结构结构：如图所示，双线：如图所示，双线无感绕法。无感绕法。我国工业用铜电阻分度号为我国工业用铜电阻分度号为Cu50（R0=50）、Cu100 （R0=100） ，其纯度其纯度R100/R01.425。热电阻的校验热电阻的校验v纯度校验：只校验纯度校验：只校验0 和和100 时的电阻值，时的电阻值，求出电阻比求出电阻比R100/R0，看是否符合热电阻技术，看是否符合热电阻技术特性表的纯度要求（标准状态法）特性表的纯度要求（标准状态法）v