熱阻是中低溫區zui中常用的溫度檢測器。 其主要特點(diǎn)是測量精度高，性能穩定。 其中鉑熱的電阻測度zui高，不僅在工業(yè)測溫中，在標準標準儀器中也得到了廣泛應用。

與熱電偶的測溫原理不同，測溫電阻體是基于電阻體的熱效應進(jìn)行溫度測量，即電阻體的電阻值隨溫度變化而變化的特性。 因此，只要測量熱敏電阻的電阻值變化，就可以測量溫度。 目前主要有金屬測溫電阻體和半導體測溫電阻體兩種。 金屬熱電阻體電阻值和溫度為Rt=Rt0[1+&alpha； ( t-t0)]式中，Rt為溫度t時(shí)電阻值Rt0為溫度t0 (通常t0=0℃)時(shí)的對應電阻值&alpha； 是溫度系數。 半導體熱敏電阻的電阻值和溫度關(guān)系取決于Rt=AeB/t式中Rt為溫度t時(shí)的電阻值a、b是半導體材料的結構的常數。 與此相比，熱敏電阻的溫度系數更大，常溫下的電阻值更高(通常數千歐元以上)，但互換性差，非線(xiàn)性嚴重，測溫范圍為-50~300℃左右，多用于家電和汽車(chē)用的溫度檢測和控制。 金屬熱阻一般應用于-200~500℃范圍內的溫度測量，其特點(diǎn)是測量準確，穩定性好，性能可靠，在過(guò)程控制中應用極為廣泛。

熱阻材料

測溫電阻體基于金屬導體電阻值隨溫度的增加而增加的特性進(jìn)行溫度測定. 熱阻幾乎都是純金屬材料制成的，現在大多使用zui的是鉑和銅，另外，還開(kāi)始用鎳、錳、銠等材料制造熱阻。

測溫電阻體的種類(lèi)

(1)精密型熱阻:工業(yè)上常用的熱阻感溫元件(電阻體)的結構和特征。 根據測溫電阻體的測溫原理，被測溫度的變化直接通過(guò)測溫電阻體的電阻值的變化來(lái)測量，因此測溫電阻體的引線(xiàn)等各種引線(xiàn)電阻的變化對溫度測量有影響。 為了消除引線(xiàn)電阻的影響，三線(xiàn)式或四線(xiàn)式是一般的。 (2)護套熱阻:護套熱阻是感溫元件(電阻體)、導線(xiàn)、絕緣材料、不銹鋼套筒組合而成的堅固體，其外徑一般為&phi； 2~&phi； 8mm，zui小可達&phi； mm。 與普通型熱電阻體相比，具有體積小、內部無(wú)氣隙、熱慣性上測量滯后小的優(yōu)點(diǎn)②機械性能好、抗振動(dòng)、抗沖擊性強③能彎曲、安裝方便④壽命長(cháng)。 (3)端面熱阻:端面熱阻感溫元件用特殊處理過(guò)的電阻線(xiàn)材卷繞，緊貼溫度計的端面。 這與一般的軸向熱電阻體相比，能夠更準確且迅速地反映被測量端面的實(shí)際溫度，適用于測量金屬和其他工件的端面溫度。 (4)隔爆型熱電阻體:隔爆型熱電阻體通過(guò)特殊結構的端子箱，將該殼體內部的爆炸性混合氣體因火花或電弧等的影響而產(chǎn)生的爆炸封閉在端子箱內，在生產(chǎn)現場(chǎng)不發(fā)生爆炸。 隔爆型熱電阻體可用于Bla~B3c級區域有爆炸危險場(chǎng)所的溫度測量。

工業(yè)上常用的金屬測溫電阻體:從電阻的溫度變化來(lái)看，幾乎所有的金屬導體都具有這一性質(zhì)，但并不能作為測溫電阻體使用。 作為測溫電阻體的金屬材料，一般要求盡可能大，穩定的溫度系數、電阻率大(以相同的靈敏度減小傳感器的尺寸)，在使用的溫度范圍內具有穩定的化學(xué)物性，材料的轉印性好，電阻值對應溫度變化具有值函數的關(guān)系。

目前應用zui的廣泛熱阻材料是鉑和銅:鉑的電阻精度高，適用于中性和氧化性介質(zhì)，穩定性好，具有一定的非線(xiàn)性，溫度越高電阻變化率越小的銅電阻在測溫范圍內電阻值和溫度呈線(xiàn)性關(guān)系，適用于溫度線(xiàn)數越大、無(wú)腐蝕的介質(zhì)，容易氧化超過(guò)150 中國zui常用的是R0=10&Omega，R0=100&Omega； 和R0=1000&Omega； 等于或多個(gè)，其中每一個(gè)索引號為Pt10、Pt100、Pt1000的銅電阻器R0=50&Omega； 和R0=100&Omega； 兩種情況下，這些索引號是Cu50和Cu100。 其中Pt100和Cu50的應用zui廣泛。

測溫電阻體的信號連接方式

測溫電阻體是將溫度變化轉換為電阻值變化的一次元件，通常需要將電阻信號通過(guò)導線(xiàn)傳遞給計算機控制裝置或其他一次儀表。 工業(yè)熱電阻安裝在生產(chǎn)現場(chǎng)，與控制室之間有一定的距離，熱電阻引線(xiàn)對測量結果有很大影響。 目前熱電阻導線(xiàn)主要有三種方法

1、雙線(xiàn)式:測溫電阻體的兩端各連接1根導線(xiàn)，引出電阻信號的方式稱(chēng)為雙線(xiàn)式。 該導線(xiàn)方式雖然簡(jiǎn)單，但連接導線(xiàn)必須存在導線(xiàn)電阻r，r的大小與導線(xiàn)的材質(zhì)和長(cháng)度有關(guān)，因此該導線(xiàn)方式只適用于測量精度低的情況。

2三線(xiàn)制:在熱阻的根部一端連接導線(xiàn)，另一端連接導線(xiàn)的方式稱(chēng)為三線(xiàn)制，這種方式通常與電橋配合使用，可以很好地消除導線(xiàn)電阻的影響，是工業(yè)過(guò)程控制中zui中常用的導線(xiàn)電阻。

3四線(xiàn)式:在熱電阻體根部的兩端各連接2根導線(xiàn)的方式稱(chēng)為四線(xiàn)式，其中2根導線(xiàn)向熱電阻體供給恒定電流I，將r轉換為電壓信號u，通過(guò)另外2根導線(xiàn)將u導入二次儀表。 該引線(xiàn)方式可完全消除引線(xiàn)電阻的影響，可知主要用于高精度的溫度檢測。

測溫電阻體采用三線(xiàn)式接合法。 之所以采用三線(xiàn)制，是為了消除接線(xiàn)電阻引起的測量誤差。 這是因為測量熱阻的電路一般是不平衡橋。 測溫電阻體作為電橋的一個(gè)電橋電阻體，其連接引線(xiàn)(測溫電阻體到中央控制室)也成為電橋電阻體的一部分，該部分的電阻體未知，隨環(huán)境溫度而變化，引起測量誤差。 采用三線(xiàn)方式，將導線(xiàn)連接到一根橋的電源端，其馀兩根連接到有熱電阻的橋臂和與其相鄰的橋臂上，消除了導線(xiàn)線(xiàn)路電阻引起的測量誤差。 工業(yè)上一般采用三線(xiàn)接收法。 熱電偶發(fā)生的是毫安信號，沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題。

測溫電阻體系統的構成

(1)測溫電阻體系統一般由測溫電阻體、連接線(xiàn)、顯示器等構成。 1、測溫電阻體與顯示器的分度代號必須一致2、為了消除連接導線(xiàn)電阻變化的影響，必須注意采用三線(xiàn)制連接法的兩點(diǎn)。

(2)護套測溫電阻體是由感溫元件(電阻體)、導線(xiàn)、絕緣材料、不銹鋼套筒組合而成的堅固的體，其外徑一般為&phi； 2~&phi； 8mm，zui小可達&phi； mm。 與普通型熱阻體相比，具有體積小、內部無(wú)氣隙、熱慣性上測量滯后小的優(yōu)點(diǎn)②機械性能好、耐振動(dòng)、耐沖擊③能彎曲、安裝容易④壽命長(cháng)。

(3)端面熱阻端面熱阻感溫元件用特殊處理過(guò)的電阻線(xiàn)材卷繞，與溫度計端面緊密接觸。 這與一般的軸向熱電阻體相比，能夠更準確且迅速地反映被測量端面的實(shí)際溫度，適用于測量金屬和其他工件的端面溫度。 (4)隔爆型電阻體隔爆型電阻體通過(guò)特殊構造的端子箱，為了使其殼體內部的爆炸性混合氣體接受電火花或電弧等影響電阻體的截斷修理，需要改變電阻線(xiàn)的長(cháng)度來(lái)影響電阻值，因此更換新電阻體較好，采用焊接修理時(shí)，焊接后驗證合格后再使用。

熱電偶與熱阻的差異:

熱電偶和測溫電阻都是溫度測量中的接觸式測溫，其作用都是測量對象物的溫度，但它們的原理和特征不同。 首先介紹熱電偶，熱電偶是一種在溫度測量中應用zui的寬溫度設備，其主要特征在于吻合范圍廣、性能穩定的同時(shí)，結構簡(jiǎn)單、動(dòng)態(tài)響應好，能夠傳輸更遠的4-20mA電信號，便于自動(dòng)控制和集中控制。 熱電偶的測溫原理是基于熱電效應的。 將兩個(gè)不同的導體和半導體與閉合電路連接，在兩個(gè)接點(diǎn)溫度不同時(shí)，在電路中產(chǎn)生熱電勢的現象稱(chēng)為熱電效應，也稱(chēng)為塞貝克效應。 在閉合電路中產(chǎn)生的熱電勢有兩個(gè)電位組成，即溫差電位和接觸電位。 溫度差電位是指相同導體的兩端因溫度而產(chǎn)生的電位，由于不同的導體具有不同的電子密度，所以他們產(chǎn)生的電位也不同。 所謂接觸電位，顧名思義，是指兩個(gè)不同導體接觸時(shí)，由于它們的電子密度不同而發(fā)生一定的電子擴散，在它們達到一定平衡后形成的電位，接觸電位的大小取決于兩個(gè)不同導體的材料性質(zhì)和接觸點(diǎn)的溫度。 目前國際應用的熱電偶有一個(gè)標準，國際上熱電偶分為b、r、s、k、n、e、j和t，其測量溫度zui達到零下270度，zui達到1800度。 其中，b、r、s為鉑系熱電偶，鉑為貴金屬，因此稱(chēng)為貴金屬熱電偶，其馀的一些稱(chēng)為廉價(jià)的金屬熱電偶。 熱電偶的結構有普通型和套管型兩種。 一般的熱電偶一般由熱電極、絕緣管、保護套和端子箱等部分構成，鞘型熱電偶是將熱電偶芯線(xiàn)、絕緣材料和金屬保護套三者組合組裝后，經(jīng)拉伸加工而成的牢固組合體。 但是，傳遞熱電偶的電信號需要特殊的導線(xiàn)，這種導線(xiàn)被稱(chēng)為補償導線(xiàn)。 不同的熱電偶需要不同的補償導線(xiàn)，主要作用是與熱電偶連接，通過(guò)使熱電偶的參照側遠離電源，使參照側的溫度穩定。 補償導線(xiàn)分為補償型和延長(cháng)型，延長(cháng)導線(xiàn)的化學(xué)成分與補償的熱電偶相同，但實(shí)際上延長(cháng)型的導線(xiàn)也不是與熱電偶相同材質(zhì)的金屬，一般用具有與熱電偶相同電子密度的導線(xiàn)代替。 補償導線(xiàn)與熱電偶的接線(xiàn)一般很明顯，熱電偶的正極與補償導線(xiàn)的紅線(xiàn)連接，負極與剩馀的顏色連接。 一般補償導線(xiàn)的材質(zhì)大部分采用銅鎳合金。 熱阻在工業(yè)上也得到了廣泛的應用，但由于他的測溫范圍受到一定的限制，熱阻的測溫原理是基于導體和半導體的電阻值隨溫度變化而變化的特性。 其優(yōu)點(diǎn)也很多，電信號可以遠傳，靈敏度高，穩定性強，兼容性和準確性高，但需要電源激勵，不能瞬間測量溫度的變化。 工業(yè)用熱阻一般為Pt100、Pt10、Cu50、Cu100，鉑熱阻測溫范圍一般為零下200-800度，銅熱阻為零下40~140度。 熱阻與熱電偶類(lèi)型相同，但不需要補償代碼，比熱點(diǎn)便宜

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