热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。它的主要特点是测量精度高,性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度是最高的,它不仅广泛应用于工业测温,而且被制成标准的基准仪。

1.热电阻结构类型

 

热电阻按结构可分为线绕元件式和薄膜元件式,线绕式是目前最为常见的类型,其感温金属丝缠绕在某种材质的芯体上,因此称为线绕式;薄膜式则是将感温金属嵌于薄片基体上制成。目前,使用中比较常见的热电阻探针均采用的是线绕式,通过选用不同基体、保护套管、连接线等实现在不同场合的应用。薄膜式热电阻除具有常规热电阻的性能外,还具有体积小、电阻温度系数高、热容量小、热响应快、耐振动、耐冲击的特点,适用于安装位置小,需要快速响应的测温系统中,在诸如电子设备的热测试等领域有着广泛应用。但使用时,需注意薄膜式热电阻的最大工作电流远小于线绕式,其体积小、热容小的特点,使其自热系数高于线绕式,过大的电流将会对其温度测量带来较大的误差。

热电阻结构类型

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2.热电阻的工作原理

 

热电偶的测温原理不同的是,热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的,即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。因此,只要测量出感温热电阻的阻值变化,就可以测量出温度。目前主要有金属热电阻和半导体热敏电阻两类。

金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示,即 Rt=Rt0[1+α(t-t0)]

式中,Rt为温度t时的阻值;Rt0为温度t0(通常t0=0℃)时对应电阻值;α为温度系数。

半导体热敏电阻的阻值和温度关系为 Rt=AeB/t

式中Rt为温度为t时的阻值;A、B取决于半导体材料的结构的常数。

相比较而言,热敏电阻的温度系数更大,常温下的电阻值更高(通常在数千欧以上),但互换性较差,非线性严重,测温范围只有-50~300℃左右,大量用于家电和汽车用温度检测和控制。金属热电阻一般适用于-200~500℃范围内的温度测量,其特点是测量准确、稳定性好、性能可靠,在程控制中的应用极其广泛。

热电阻的工作原理

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3.热电阻的作用

 

热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器,是一种常用的一种测温元件。

目前应用最广泛的热电阻材料是铂和铜:铂电阻精度高,适用于中性和氧化性介质,稳定性好,具有一定的非线性,温度越高电阻变化率越小;铜电阻在测温范围内电阻值和温度呈线性关系,温度线数大,适用于无腐蚀介质,超过150易被氧化。

热电阻的作用

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