金属热电阻温度传感器,PT100贺利氏

金属热电阻温度传感器,PT100贺利氏

1．金属热电阻工作原理由物理学可知，大多数金属导体的电阻，都具有随温度变化的特性，其特性方程满足下式：

Rt=Ro[1+a(t-to)](6-19)式中，Rt、Ro分别为热电阻在f℃和OoC耐的电阻值；ajtJ热电阻的温度系数（单位为1／℃）。

对于绝大多数金属导体，斫卣并不是一个常数，而是随温度的变化而变化，但在一定温度范围内，斫玎近似视为一个常数。不同的金属导体，C杲持常数所对应的温度范围也不同。

2．金属热电阻种类(1)铂电阻铂电阻除用做一般的工业测温外，在国际实用温标中还作为-259.34～630.740C温度范围内的温度基准。

铂金属的物理、化学性能在高温环境和氧化性介质中是很稳定的，并且有良好的工艺性，易于提纯，可以制成极细的铂丝（直径可达0.02mm或更细）或极薄的铂箔。它的缺点是电阻温度系数较小。

用铂丝双绕在云母、石英或陶瓷支架上，或采用溅射工艺在石英或陶瓷基座上生成铂薄膜，构成电阻体，电阻体端线与银丝焊接引出连线，外面再套上玻璃或陶瓷、涂釉加以绝缘和保护，这样就构成了铂电阻传感器。

铂电阻与温度的关系可用下式表示。

0～650℃的温度范围内，有Rt=Ro(1+At+Bt2)(6-20)-200—0℃的温度范围内，有Rt=Ro[l+At+Bt2+C(t—100)t3](6-21)式中，Rt、Ro分别为热电阻在，℃和O℃时的电阻值；A、B、C为温度系数，A=3.968xl0-3fC，B=-5.847×lO—驴℃，0=-4.22×10-7/30C.

由式(6-20)和式(6-21)可知，要确定R。和f的关系，必须先确定Ro。工业中把Ro=50Q和Ro=lOOQ对应的足～f关系制戍分度表，称为铂电阻分度表（温度与电阻值的对照关系表），供使用者查阅。在测试中，只要测出热电阻值Rt，通过查分度表就可以确定被测温度。

铂电阻的精度与铂的提纯程度有关，通常用百度电阻比W(100)表示铂的纯度，即形(100)：Rioo(6-22)Ro式中，Rioo为100℃时的电阻值；Ro为0℃时的电阻值。

W(100)越大，其纯度越高。国内统一设计的工业用标准铂电阻其百度电阻比W(100)≥1.391。

(2)铜电阻铜电阻灵敏度高，但易于氧化，一般只用于150℃以下的低温测量和没有水及无侵蚀性介质中的温度测量。  金属热电阻温度传感器,PT100贺利氏

铜电阻的电阻温度系数比铂大，在-50～150℃范围内电阻与温度的关系MSM7524AGS-KR1几乎是线性的，并且铜价格便宜、易于提纯、工艺性好。因此，在一些测量精度要求不高、测温范围不大且温度较低的测温场合，可采用铜电阻进行测温。但铜易于氧化，不适于在腐蚀性介质或高温下工作，铜的电阻率低，所以铜电阻的体积较大。

铜电阻传感器是将漆包线双绕在圆柱形陶瓷或塑料支架上（由于铜的电阻率较小，需要多层绕制）引出连线，然后整体用环养树脂封固，以提高其导热性和机械强度。

铜电阻在测量范围-50～150℃内其电阻值与温度的关系可袁示为R=Ro(1+At+Bt2+Ct3)(6-23)也可近似表示为Rt=Ro(1+at)。

式中，Rt、Ro分别为热电阻在toC和00C时的电阻值；A=4.28899×io-3厂C，B-2.1333×10-7/20C，0=1.233×10-9尸'C。彩白铜的电阻温度系数，a4.25xl0-3～4.28xl0-3rC。

与铂电阻一样，在工业中把Ro=50Q和Ro=lOOQ对应的足～f关系制成分度表，称为铜电阻分度表，供使用者查阅。铜电阻的百度电阻比W(100)≥1.425。

(3)其他热电阻镍和铁电阻的温度系数都较大，电阻率也较高，因此也适合做热电阻，但由于存在易氧化或非线性严重等缺点，所以目前这两种热电阻应用较少。铂、铜热电阻不适宜做低温和超低温测量，近年来一些新颖的测量低温领域的热电阻材料相继出现，如铟电阻、锰电阻、碳电阻等。

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3．测量电路热电阻传感器的测量电路常用的是电桥电路，若要求精度高，可采用自动电桥。由于工业用的热电阻安装在生产现场，离控制室较远，热电阻的引出线会对测量结果有较大影响，且由于连接导线随环境温度变化而变化，也会给测量结果带来误差。为了减小引出线电阻的影响，常采用三线或四线连接方法，测量时调整Ra的阻值使电桥平衡，此时呵由Ra换算出对应的温度