常用双线电阻丝铂热电阻及其测温原理

1）铂电阻

铂电阻与温度的关系为

式中，RT和R0分别是温度为T和0°C时的电阻；T为任意温度，A、B、C为常数，A＝3.94×10－2/°C，B＝－5.84×10－7/°C2，C＝－4.22×10－12/°C4。

由式（6.1）和式（6.2）可知，要确定电阻RT与温度T的关系，首先要已知R0的数值，R0不同时，RT与T的关系不同。在工业上，将对应于R0＝50 Ω和R0＝100 Ω的RT-T关系制成分度表，供使用者查阅。

工业用的铂电阻体，一般由直径0.03～0.07 mm的纯铂丝绕在平板形支架上。通常采用双线电阻丝，引出线用银导线，如图6.1所示。

图6.1　铂电阻的结构

铂电阻容易提纯，在高温和氧化性介质中，其物理、化学性能很稳定，输出特性接近线性，测量精度高。因此，它能用作工业测温元件和作为温度标准，按国际温标IPTS-68规定，在－259.34～＋630.74°C的温域内，以铂电阻温度计作为基准器。

2）铜电阻

由于铂为贵金属，一般在测量精度要求不太高，测温范围不大的情况下，可以采用铜电阻来代替铂电阻，这样可以降低成本，同时也能达到精度要求。

铜电阻与温度的关系为(www.xing528.com)

式中，RT、R0分别是温度为T和0°C时的电阻值；A、B、C为常数，A＝4.288 99×10－3/°C，B＝－2.133×10－7/°C2，C＝1.233×10－9/°C3。

同样，我国在R0值为100 Ω和50 Ω的条件下，将RT与T的关系制成RT-T分度表，作为标准供使用者查阅。

铜电阻的结构如图6.2所示。

图6.2　铜电阻的结构

铜容易提纯，在－50～＋150°C范围内，铜电阻的物理、化学特性稳定，输入-输出关系接近线性，且价格低廉。铜电阻的缺点是电阻率较低，仅为铂电阻的1/6左右。另外，其电阻体的体积较大，热惯性也较大，当温度高于100°C时易氧化，因此，铜电阻只适于在低温和无侵蚀性的介质中工作。

3）其他热电阻

铂电阻和铜电阻不适宜作低温和超低温测量，一些新颖的热电阻材料，如铟、锰、碳等，是测量低温和超低温的理想材料。

·铟电阻：用99.999%的高纯度铟丝绕成电阻，可在室温～4.2 K温度范围内使用。实验证明，在4.2～15 K（－269～－258°C）温度范围内，其灵敏度是铂电阻的10倍。它的缺点是材料软、重复性差。

·锰电阻：在2～63 K（－271～－210°C）温度范围内，电阻随温度变化大，灵敏度高，缺点是材料脆，难拉成丝。

·碳电阻：在－273～－268.5°C范围内使用，即液氦温域的温度测量，其价格低，对磁场不敏感，但热稳定性较差。