熱電阻

熱電阻（thermal resistor）是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測器。熱電阻測溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進(jìn)行溫度測量的。它的主要特點(diǎn)是測量精度高，性能穩(wěn)定。其中鉑熱電阻的測量精確度是最高的，它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應(yīng)用最多的是鉑和銅，此外，現(xiàn)在已開始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。金屬熱電阻常用的感溫材料種類較多，最常用的是鉑絲。工業(yè)測量用金屬熱電阻材料除鉑絲外，還有銅、鎳、鐵、鐵—鎳等。

工作原理

熱電阻的測溫原理是基于導(dǎo)體或半導(dǎo)體

的電阻值隨溫度變化而變化這一特性來測量溫度及與溫度有關(guān)的參數(shù)。熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應(yīng)用最多的是鉑和銅，現(xiàn)在已開始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。熱電阻通常需要把電阻信號通過引線傳遞到計(jì)算機(jī)控制裝置或者其它二次儀表上。

主要種類

普通型熱電阻

從熱電阻的測溫原理可知，被測溫度的變化是直接通過熱電阻阻值的變化來測量的，因此，熱電阻體的引出線等各種導(dǎo)線電阻的變化會(huì)給溫度測量帶來影響。

鎧裝熱電阻

鎧裝熱電阻是由感溫元件（電阻體）、引線、絕緣材料、不銹鋼套管組合而成的堅(jiān)實(shí)體，它的外徑一般為φ2--φ8mm，最小可達(dá)φmm。與普通型熱電阻相比，它有下列優(yōu)點(diǎn)：

1、體積小，內(nèi)部無空氣隙，熱慣性上，測量滯后小；

2、機(jī)械性能好、耐振，抗沖擊；

3、能彎曲，便于安裝；

4、使用壽命長。

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(jì)端面。它與一般軸向熱電阻相比，能更正確和快速地反映被測端面的實(shí)際溫度，適用于測量軸瓦和其他機(jī)件的端面溫度。

隔爆型熱電阻

隔爆型熱電阻通過特殊結(jié)構(gòu)的接線盒，把其外殼內(nèi)部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影響而發(fā)生的爆炸局限在接線盒內(nèi)，生產(chǎn)現(xiàn)場不會(huì)引超爆炸。隔爆型熱電阻可用于Bla--B3c級區(qū)內(nèi)具有爆炸危險(xiǎn)場所的溫度測量。

測溫原理

熱電阻的測溫原理與熱電偶的測溫原理不同的是，

熱電阻是基于電阻的熱效應(yīng)進(jìn)行溫度測量的，即電阻體的阻值隨溫度的變化而變化的特性。因此，只要測量出感溫?zé)犭娮璧淖柚底兓涂梢詼y量出溫度。目前主要有金屬熱電阻和半導(dǎo)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(guān)系式表示，即

Rt=Rt0［1+α（t-t0）］

式中，Rt為溫度t時(shí)的阻值；Rt0為溫度t0（通常t0=0℃）時(shí)對應(yīng)電阻值；α為溫度系數(shù)。

半導(dǎo)體熱敏電阻的阻值和溫度關(guān)系為

Rt=AeB/t

式中Rt為溫度為t時(shí)的阻值；A、B取決于半導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu)的常數(shù)。

相比較而言，熱敏電阻的溫度系數(shù)更大，常溫下的電阻值更高（通常在數(shù)千歐以上），但互換性較差，非線性嚴(yán)重，測溫范圍只有-50~300℃左右，大量用于家電和汽車用溫度檢測和控制。金屬熱電阻一般適用于-200~500℃范圍內(nèi)的溫度測量，其特點(diǎn)是測量準(zhǔn)確、穩(wěn)定性好、性能可靠，在程控制中的應(yīng)用極其廣泛。

工業(yè)上常用金屬熱電阻從電阻隨溫度的變化來看，大部分金屬導(dǎo)體都有這個(gè)性質(zhì)，但并不是都能用作測溫?zé)犭娮瑁鳛闊犭娮璧慕饘俨牧弦话阋螅罕M可能大而且穩(wěn)定的溫度系數(shù)、電阻率要大（在同樣靈敏度下減小傳感器的尺寸）、在使用的溫度范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的化學(xué)物理性能、材料的復(fù)制性好、電阻值隨溫度變化要有間值函數(shù)關(guān)系（最好呈線性關(guān)系）。

1、PT100熱電阻值計(jì)算

電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)IEC751的方程式：

在-78℃到0℃的溫度范圍內(nèi)： Rt=100［1+3.90802×10-3×t-0.5802×10-6×t2-4.27350×10-12（t-100）t^3］

在0℃到+600℃的溫度范圍內(nèi)： Rt=100（1+3.90802×10-3×t-0.5802×10-6×t^2）

其中：

Rt是溫度t時(shí)的阻值（單位：Ω）

t是溫度（單位：℃）

PT100厚膜鉑電阻溫度傳感器允許通過的工作電流為≦5mA

2、PT1000熱電阻值計(jì)算

R（t）＝R0（1＋At＋Bt2）

R（t）是溫度為t時(shí)鉑熱電阻的電阻值，Ω；

t為溫度，℃

R0是溫度為0℃時(shí)鉑熱電阻的電阻值，Ω；

A、B為分度常數(shù)。

分度常數(shù)：A＝0.0038623139728 B＝-0.00000065314932626

PT1000厚膜鉑電阻溫度傳感器的電阻值與溫度的關(guān)系偏離所給分度表的允差不超過 ±（0.30+0.005∣t∣）

注：∣t∣為被測溫度的絕對值（℃）

PT1000厚膜鉑電阻溫度傳感器允許通過的工作電流為≦0.5mA

Pt100溫度傳感器的使用，Pt100溫度傳感器是一個(gè)模擬信號，它在實(shí)際應(yīng)用中有二種形式：一種是不需要顯示的主要采集到plc，這樣的話在使用的時(shí)候就是只需要一塊pt100的集成電路，要注意的是這個(gè)集成電路采集的不是電流信號是電阻值，pt100的集成電路（需要一個(gè)＋－12VDC電源提供工作電壓）直接把采集到的電阻變?yōu)?-5VDC輸入到plc，經(jīng)過簡單的+-*/計(jì)算就可以得到相應(yīng)的溫度值．（這樣的形式可以同時(shí)采集多路），還有一種就是單獨(dú)的一個(gè)pt100溫度傳感器（工作電源是24VDC），產(chǎn)生一個(gè)4-20MA的電流，然后再通過一個(gè)4-20MA電流電路板把4-20MA的電流變?yōu)?-5V電壓，這個(gè)不一樣的就是可以竄連一個(gè)電磁指示儀表，其他的基本一樣就不作詳細(xì)說明了