認識熱電阻溫度計的基本參數(shù)

按照性質(zhì)不同，熱電阻可分為金屬熱電阻和半導體熱電阻兩大類。前者簡稱為熱電阻， 而后者的靈敏度比前者高十倍以上，所以又稱為熱敏電阻。

1.熱電阻

熱電阻主要是利用電阻隨溫度升髙而增大這一特性來測量溫度的，在工程上常用來測量 -200 ~ +8501之間的溫度。熱電阻溫度計的優(yōu)點是：測量精度高，測量范圍廣，穩(wěn)定性 好；靈敏度高，其輸出信號比熱電偶要大得多；與熱電偶相比，它無需進行冷端溫度補償； 信號便于遠距離傳輸和多點切換測量等。因此，熱電阻溫度計在溫度測量中（特別是在低 溫區(qū)）占有重要地位r它的缺點是：感溫元件體積大，熱慣性大，只能測量某一區(qū)域的平均溫度；在使用時，需要外加電源供電；連接導線的電阻易受環(huán)境溫度的影響而產(chǎn)生測量'

誤差。

(.1)熱電阻的材料與溫度s的關(guān)系熱電阻的電阻值隨溫度變化的關(guān)系常用電阻溫度系 數(shù)來表示_所謂電阻溫度系if是指溫度每變化H的電阻值的相對變化量，用《來表示，即

熱電阻的純度對電阻溫度系數(shù)影響很大，一般用電阻比A =Khx/A來表示，則由式 (2-11)可知：

可見：W100越大，電阻絲的純度越高，a值越大；W100越小，電阻絲的雜質(zhì)越多，a值 越小，而且不穩(wěn)定。因此，熱電阻常用純金屬制成。

(2)熱電阻的測溫原理當溫度發(fā)生改變時，熱電阻的阻值隨之變化。通過變化的電 阻值可間接地測得溫度的變化量，這就是熱電阻的測溫原理|這種電阻隨溫度變化的特性可 用如下種方法表7K:

1) 列表法。列表法就是以表格的形式將感溫元件的電阻值與溫度的對應關(guān)系表示出 來，即電阻一溫度對照表，通常稱為分度表。分度表在實際工作中的用途很大#通常用熱電 阻測溫得到的是電阻值，要根據(jù)其數(shù)值的大小在分度表中查出相應的溫度來。與熱電阻配套 的顯示儀表、調(diào)節(jié)器或溫度變送器的刻度及電路設(shè)計等，也都以分度表為依據(jù)來進行的。

銷電阻和銅電阻是統(tǒng)一設(shè)計的定型產(chǎn)品，均有相應的分度表（見附錄B)。凡分度號相 同的鉑電阻和銅電阻均符合相應的分度規(guī)定。

2) 作圖法。這是將熱電阻的電阻與溫度的關(guān)系特性用曲線在坐標紙上表示出來的方 法。這種方法的特點是直觀，可在一張圖上方便地比較各種不同電阻的特性。鉑電阻和銅電 阻的電阻一溫度特性曲線如圖2-31所示。

3)數(shù)學表示法。數(shù)學表示法就是用數(shù)學 j式描述熱電阻感溫元件的電阻與溫度的關(guān)系 特性。鉑電阻和銅電阻的電阻與溫度的關(guān)系見 式（2-13)、式（2-14)和式（2-16)。

(3)熱電阻的結(jié)構(gòu)普通工業(yè)用鉑電阻和 銅電阻的結(jié)構(gòu)如圖^-32所示，它由電阻體、引 出線、絕緣管、保護管和接線盒等組成。除此 之外，也有根據(jù)不同用途制造的特殊結(jié)構(gòu)的熱 電阻。<L業(yè)普通熱電阻與熱電偶的外形很相 似，根據(jù)用途不同也有與熱電偶相應的類型 1)電阻體議電阻體是熱電阻的敏感元件， 它一般是采用無感雙繞法將電阻絲繞在骨架上

而成的，如圖2-33所示„常用骨架材料有云母、石英玻璃、陶瓷和有機塑料（只適用于銅 電阻）等。骨架的形狀通常有平板形、圓柱形和螺旋形等幾種

2)熱電阻的引出線|引出線是熱電阻出廠時自身具備的引線，位于保護管內(nèi)，其功能是 使感溫元件能與外部測量電路相連接。因保護管內(nèi)溫度梯度大，引線要選用純度高、不產(chǎn)生熱 電動勢的材料。對于工業(yè)鉑電阻，中低溫用銀絲作引線，高溫用鎳絲:$對于銅和鎳電阻的引 線，一般都用銅、鎳絲。為了減少引線電阻的影響，其直徑往往比電阻絲的直徑大得多。'

熱電阻的引出線對測量結(jié)果有較大的影響，目前常角的引線方式有兩線制、,線制和四 線制。：

①兩線制。_在熱電阻感溫元件的兩端各連一根導線，如圖2-34所這種引線方式簡 單、費用低，但是引線電阻以及引線電阻的變化會帶來附加誤差。因此兩線制適用于引線不 長，測溫準確度要求較低的場合。

②線制在熱電阻感溫元件的一端連接兩根引線，另一端連接一根引線，如圖2-35 所示這種引線形式使兩條引出線和兩條導線的電阻分別加到電橋相鄰的兩臂中，可以較好 地消除引線電阻的影響，測量準確度高于兩線制，所以應用較廣。工業(yè)熱電阻通常采用三線 制接法，尤其是在測溫范圍窄、導線長、架設(shè)銅導線途中溫度發(fā)生變化等精況下，必須采用

隱線制接法

gD四線制在熱電阻感溫元件的兩端各連兩根引線，如圖2-36所示其中兩根和恒流 源連接，另外兩根線和電位差計相連|測量時，恒流源電流流過熱電阻產(chǎn)生壓降，再用電位 差計測出。盡管熱電阻的連接導線存在電阻，但電流回路中連接導線上的壓降并不在測量范 圍內(nèi)在測量回路中雖然有導線電阻，但由于電位差計在測量時電流為零，所以導線電阻上 的壓降為零因此，四線制總能消除連接導線電阻的影響，主要用于高精度溫度檢測。

值得注意的是，無論是三線制還是四線制， 引線都必須從熱電阻感溫元件的根部引出，不能 從熱電阻的接線端子上分出。

3)熱電阻的保護管和絕緣管0熱電阻的引出 線要通過瓷管進行絕緣，以免發(fā)生短路。為了使 電阻體免受機械損傷和腐蝕性介質(zhì)的污染，延長 使用壽命，一般電阻體外面均套有保護管但在 特殊情況下也可裸露使用。對保護管和絕緣管材 料的要求與熱電偶一樣。

(4)標準化熱電阻金屬熱電阻主要有銷電 阻、銅電阻、鎳電阻、鐵電阻和銠鐵合金等，主 要金屬熱電阻的代號、分度號和基本參數(shù)（測量 范圍、及允許誤差、見腸及允許誤差）如表2-8 所示1其中鉑電阻和銅電阻zui為常用，有統(tǒng)一的 制作要求、分度表和計算公式，鈾電阻測溫準確 度zui高。