熱電阻

熱電阻（thermal resistor）是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測器。熱電阻測溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的。它的主要特點是測量精度高，性能穩(wěn)定。其中鉑熱電阻的測量精確度是最高的，它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測溫，而且被制成標(biāo)準的基準儀。熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應(yīng)用最多的是鉑和銅，此外，現(xiàn)在已開始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。金屬熱電阻常用的感溫材料種類較多，最常用的是鉑絲。工業(yè)測量用金屬熱電阻材料除鉑絲外，還有銅、鎳、鐵、鐵—鎳等。

工作原理

熱電阻的測溫原理是基于導(dǎo)體或半導(dǎo)體

的電阻值隨溫度變化而變化這一特性來測量溫度及與溫度有關(guān)的參數(shù)。熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應(yīng)用最多的是鉑和銅，現(xiàn)在已開始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。熱電阻通常需要把電阻信號通過引線傳遞到計算機控制裝置或者其它二次儀表上。

主要種類

普通型熱電阻

從熱電阻的測溫原理可知，被測溫度的變化是直接通過熱電阻阻值的變化來測量的，因此，熱電阻體的引出線等各種導(dǎo)線電阻的變化會給溫度測量帶來影響。

鎧裝熱電阻

鎧裝熱電阻是由感溫元件（電阻體）、引線、絕緣材料、不銹鋼套管組合而成的堅實體，它的外徑一般為φ2--φ8mm，最小可達φmm。與普通型熱電阻相比，它有下列優(yōu)點：

1、體積小，內(nèi)部無空氣隙，熱慣性上，測量滯后??；

2、機械性能好、耐振，抗沖擊；

3、能彎曲，便于安裝；

4、使用壽命長。

端面熱電阻

端面熱電阻感溫元件由特殊處理的電阻絲材繞制，緊貼在溫度計端面。它與一般軸向熱電阻相比，能更正確和快速地反映被測端面的實際溫度，適用于測量軸瓦和其他機件的端面溫度。

隔爆型熱電阻

隔爆型熱電阻通過特殊結(jié)構(gòu)的接線盒，把其外殼內(nèi)部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影響而發(fā)生的爆炸局限在接線盒內(nèi)，生產(chǎn)現(xiàn)場不會引超爆炸。隔爆型熱電阻可用于Bla--B3c級區(qū)內(nèi)具有爆炸危險場所的溫度測量。

測溫原理

熱電阻的測溫原理與熱電偶的測溫原理不同的是，

熱電阻是基于電阻的熱效應(yīng)進行溫度測量的，即電阻體的阻值隨溫度的變化而變化的特性。因此，只要測量出感溫?zé)犭娮璧淖柚底兓涂梢詼y量出溫度。目前主要有金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱敏電阻兩類。

金屬熱電阻的電阻值和溫度一般可以用以下的近似關(guān)系式表示，即

Rt=Rt0［1+α（t-t0）］

式中，Rt為溫度t時的阻值；Rt0為溫度t0（通常t0=0℃）時對應(yīng)電阻值；α為溫度系數(shù)。

半導(dǎo)體熱敏電阻的阻值和溫度關(guān)系為

Rt=AeB/t

式中Rt為溫度為t時的阻值；A、B取決于半導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu)的常數(shù)。

相比較而言，熱敏電阻的溫度系數(shù)更大，常溫下的電阻值更高（通常在數(shù)千歐以上），但互換性較差，非線性嚴重，測溫范圍只有-50~300℃左右，大量用于家電和汽車用溫度檢測和控制。金屬熱電阻一般適用于-200~500℃范圍內(nèi)的溫度測量，其特點是測量準確、穩(wěn)定性好、性能可靠，在程控制中的應(yīng)用極其廣泛。

工業(yè)上常用金屬熱電阻從電阻隨溫度的變化來看，大部分金屬導(dǎo)體都有這個性質(zhì)，但并不是都能用作測溫?zé)犭娮?，作為熱電阻的金屬材料一般要求：盡可能大而且穩(wěn)定的溫度系數(shù)、電阻率要大（在同樣靈敏度下減小傳感器的尺寸）、在使用的溫度范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的化學(xué)物理性能、材料的復(fù)制性好、電阻值隨溫度變化要有間值函數(shù)關(guān)系（最好呈線性關(guān)系）。

1、PT100熱電阻值計算

電工委員會標(biāo)準IEC751的方程式：

在-78℃到0℃的溫度范圍內(nèi)： Rt=100［1+3.90802×10-3×t-0.5802×10-6×t2-4.27350×10-12（t-100）t^3］

在0℃到+600℃的溫度范圍內(nèi)： Rt=100（1+3.90802×10-3×t-0.5802×10-6×t^2）

其中：

Rt是溫度t時的阻值（單位：Ω）

t是溫度（單位：℃）

PT100厚膜鉑電阻溫度傳感器允許通過的工作電流為≦5mA

2、PT1000熱電阻值計算

R（t）＝R0（1＋At＋Bt2）

R（t）是溫度為t時鉑熱電阻的電阻值，Ω；

t為溫度，℃

R0是溫度為0℃時鉑熱電阻的電阻值，Ω；

A、B為分度常數(shù)。

分度常數(shù)：A＝0.0038623139728 B＝-0.00000065314932626

PT1000厚膜鉑電阻溫度傳感器的電阻值與溫度的關(guān)系偏離所給分度表的允差不超過 ±（0.30+0.005∣t∣）

注：∣t∣為被測溫度的絕對值（℃）

PT1000厚膜鉑電阻溫度傳感器允許通過的工作電流為≦0.5mA

Pt100溫度傳感器的使用，Pt100溫度傳感器是一個模擬信號，它在實際應(yīng)用中有二種形式：一種是不需要顯示的主要采集到plc，這樣的話在使用的時候就是只需要一塊pt100的集成電路，要注意的是這個集成電路采集的不是電流信號是電阻值，pt100的集成電路（需要一個＋－12VDC電源提供工作電壓）直接把采集到的電阻變?yōu)?-5VDC輸入到plc，經(jīng)過簡單的+-*/計算就可以得到相應(yīng)的溫度值．（這樣的形式可以同時采集多路），還有一種就是單獨的一個pt100溫度傳感器（工作電源是24VDC），產(chǎn)生一個4-20MA的電流，然后再通過一個4-20MA電流電路板把4-20MA的電流變?yōu)?-5V電壓，這個不一樣的就是可以竄連一個電磁指示儀表，其他的基本一樣就不作詳細說明了