常用热电阻传感器及性能解析

热电阻主要是利用金属材料的阻值随温度升高而增大的特性来测量温度的。温度升高，金属内部原子晶格的振动加剧，从而使金属内部的自由电子通过金属导体时的阻力增大，宏观上表现出电阻率变大，总电阻值增加。实验证明，大多数金属在温度每升高1℃时其阻值要增加0.4%～0.6%，根据热电阻效应原理制成的传感器叫做热电阻传感器。

热电阻传感器主要用于中低温度（-200～650℃或850℃）范围的温度测量。常用的工业标准化热电阻有铂热电阻、铜热电阻和镍热电阻。热电阻传感器把由温度变化所引起的导体电阻值的变化，通过测量电路转换成电压（毫伏）信号，然后送至显示仪表以显示或记录被测的温度。

1.铂热电阻

铂热电阻主要用于高精度的温度测量和标准测温装置。铂热电阻性能非常稳定，测量精度高，其测温范围为-200～850℃，分度号为Pt50（R₀=50.00Ω）和Pt100（R₀=100.00Ω），铂的纯度通常用W（100）=R₁₀₀/R₀来表示，其中R₁₀₀代表在水沸点（100℃）时的电阻值，R₀代表在水冰点（0℃）时的电阻值。当铂的纯度为99.9995%时，W（100）=1.3930，工业上常用的铂电阻其W（100）=1.380～1.387，标准值为1.385。但铂是稀有金属，价格较高。

2.铜热电阻

如果测量精度要求不是很高，测量温度小于150℃时，可选用铜热电阻，铜热电阻的测量范围是-50～150℃。铜热电阻价格便宜，易于提纯，复制较好；在测温范围内，线性较好，电阻温度系数比铂高，但电阻率较铂小，在温度稍高时，易于氧化，只能用于150℃以下的温度测量。对应的误差为ΔT=±（0.3+6×10^-3|T|）。铜热电阻测温范围较窄，体积较大，所以适用于对测量精度和敏感元件尺寸要求不是很高的场合。

在温度使用范围内，阻值与温度的关系几乎呈线性关系，即可近似表示为

R_t=R₀（1+αT）

式中 α——电阻温度系数，（4.25～4.28）×10^-3/℃。(www.xing528.com)

电阻温度系数比铂高，而电阻率则比铂低。铜热电阻在0℃时的阻值R₀有50Ω、100Ω两种，分度号分别用Cu50、Cu100表示。

铂和铜热电阻目前都已标准化和系列化，选用较方便。

3.镍热电阻

镍热电阻的测温范围为-100～+300℃，它的电阻温度系数较高，电阻率较大，但它易氧化，化学稳定性差，不易提纯，复制性差，非线性较大，因此目前应用不多。

几种主要的工业用热电阻材料特性如表7-8所示。

表7-8 几种主要的工业用热电阻材料特性