热敏电阻工作原理

热电阻工作原理

热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要

特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热是阻的测量精确度

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。

与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+(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;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excu

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。

热电阻材料

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。热电阻大都由纯金属材料

制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用镍、

锰和铑等材料制造热电阻。

热电阻种类(1)精密型热电阻：工业常用热电阻感温元件

(电阻体)的结构及特点。从热电阻的测温原理可知，被测温

度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的，因此，热

电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来

影响。为消除引线电阻的影响同般采用三线制或四线制。

(2)铠装热电阻：铠装热电阻是由感温元件(电阻体)、引

线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，它的外径一

般为2~8mm，最小可达mm。与普通型热电阻相比，

它有下列优点：

①体积小，内部无空气隙，热惯性上，测量滞后小;

②机械性能好、耐振，抗冲击;

③能弯曲，便于安装;

④使用寿命长。

(3)端面热电阻：端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻

丝材绕制，紧贴在温度计端面。它与一般轴向热电阻相比，

能更正确和快速地反映被测端面的实际温度，适用于测量轴

瓦和其他机件的端面温度。

(4)隔爆型热电阻：隔爆型热电阻通过特殊结构的接线

盒，把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响

而发生的爆炸局限在接线盒内，生产现场不会引超爆炸。隔

爆型热电阻可用于Bla~B3c级区内具有爆炸危险场所的温度

测量。

工业上常用金属热电阻

从电阻随温度的变化来看，大部分金属导体都有这个性

质，但并不是毛笔书法教程 都能用作测温热电阻，作为热电阻的金属材料

一般要求：尽可能大而且稳定的温度系数、电阻率要大(在同

样灵敏度下减小传感器的尺寸)、在使用的温度范围内具有稳

定的化学物理性能、材料的复制性好、电阻值随温度变化要

有间值函数关系(最好呈线性关系)。

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，适用于无腐蚀介质政治知识点 ，超过150

易被氧化。中国最常用的有R0=10、R0=100和R0=1000

等几种，它们的分度号分别为Pt10、Pt100、Pt1000;铜电

阻有R0=50和R0=100两种，它们的分度号为Cu50和

Cu100。其中Pt100和Cu50的应用最为广泛。

热电阻的信号连接方式热电阻是把温度变化转换为电

阻值变化的一次元件，通常需要把电阻信号通过引线传递到

计算机控制装置或者其它一次仪表上。工业用热电阻安装在

生产现场，与控制室之间存在一定的距离，因此热电阻的引

线对测量结果会有较大的影响。

目前热电阻的引线主要有三种方式

○1二线制：在热电阻的两端各连接一根导线来引出电

阻信号的方式叫二线制：这种引线方法很简单，但由于连接

导线必然存在引线电阻r算字开头的成语 ，r大小与导线的材质和长度的因

素有关，因此这种引线方式只适用于测量精度较低的场合

○2三线制：在热电阻的根部的一端连接一根引线，另

一端连接两根引线的方式称为三线制，这种方式狗老公 通常与电桥

配套使用，可以较好的消除引线电阻的影响，是工业过程控

制中的最常用的引线电阻。

○3四线制：在热电阻的根部两端各连接两根导线的方

式称为四线制，其中两根引线为热电阻提供恒定电流I，把

R转换成电压信号U，再通过另两根引线把U引至二次仪表。

可见这种引线方式可完全消除引线的电阻影响，主要用于高

精度的温度检测。

热电阻采用三线制接法。采用三线制是为了消除连接导

线电阻引起的测量误差。这是因为测量热电阻的电路一般是

不平衡电桥。热电阻作为电桥的一个桥臂电阻，其连接导线

(从热电阻到中控室)也成为桥臂电阻的一部分，这一部分电

阻是未知的且随环境温度变化，造成测量误差。采用三线制，

将导线一根接到电桥的电源端，其余两根分别接到热电阻所

在的桥臂及与其相邻的桥臂上，这样消除了导线线路电阻带

来的测量误差。工业上一般都采用三线制接法。热电偶产生

的是毫伏信号，不存在这个问题。

热电阻测温系统的组成

(1)热电阻测温系统一般由热电阻、连接导线和显示仪表

等组成。必须注意以下两点：

①热电阻和显示仪表的分度号必须一致

②为了消除连接导线电阻变补气的中药 化的影响，必须采用三线制

接法。具体内容参见本篇第三章。

(2)铠装热电阻铠装热电阻是由感温元件(电阻体)、引线、

绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，它的纯黑色电脑壁纸 外径一般为

2~8mm，最小可达mm。与普通型热电阻相比，它有

下列优点：

①体积小，内部无空气隙，热惯性上，测量滞后小;

②机械性能好、耐振，抗冲击;

③能弯曲，便于安装

④使用寿命长。

(3)文明礼貌的手抄报 端面热电阻端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻

丝材绕制，紧贴在温度计端面。它与一般轴向热电阻相比，

能更正确和快速地反映被测端面的实际温度，适用于测为什么不能送手表 量轴

瓦和其他机件的端面温度。

(4)隔爆型热电阻隔爆型热电阻通过特殊结构的接线

盒，把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影电

阻体的断路修理必然要改变电阻丝的长短而影响电阻值，为

此更换新的电阻体为好，若采用焊接修理，焊后要校验合格

后才能使用。