热电阻测温原理
作者:VSport 时间:2025-12-16 浏览: 来源:VSport体育

热电阻以阻值随温度变化为基础进行温度测量。感温元件的阻值会随温度升高或降低而改变,因此通过测量阻值即可推算温度。主要分为金属热电阻和半导体热敏电阻两类。
金属热电阻
- 阻值-温度关系:Rt = Rt0 [1 + α (t - t0)],其中 Rt 为温度 t 时的阻值,Rt0 为基准温度 t0 的阻值,α 为温度系数。
- 半导体热敏电阻的关系:Rt = A exp(B / t),其中 A、B 为材料结构相关常数,t 为温度。
- 性能对比:热敏电阻在常温下的温度系数较大、阻值较高(通常在千欧量级),但线性度较差,测温范围约为 -50 至 300°C,广泛用于家电和汽车的温度检测与控制;金属热电阻则适于更宽的温度范围,通常在 -200 至 500°C,具有较高的测量精度、稳定性和可靠性,在过程控制中应用广泛。
常用材料
- 铂(Pt)热电阻:精度高,耐受中性和氧化性介质,稳定性好,但在高温区有一定非线性。常见基准阻值有 Pt10、Pt100、Pt1000,分别对应 R0=10 Ω、100 Ω、1000 Ω。
- 铜(Cu)热电阻:在测温范围内与温度呈线性关系,线性度高,适用于无腐蚀介质;易在高温下被氧化。常见基准阻值有 Cu50、Cu100,分别对应 R0=50 Ω、100 Ω。Pt100 和 Cu50 使用最广。
结构形式
- 铠装热电阻:由感温元件、引线、绝缘材料与不锈钢套管组成,外径多为 2–8 mm,提供坚固防护。
- 端面热电阻:感温元件绕制在端面,能更快速、准确地反映被测端面温度,适用于测量轴瓦等部件的端面温度。
- 装配式热电阻:由接线盒、保护管、接线端子、绝缘瓷珠和感温元件组成,并配以相应安装固定装置以适应现场安装。
接线方式
- 二线制:两端各连接一根导线引出信号,简单但导线电阻会引入误差,适用于精度要求不高的场合。
- 三线制:在热电阻根部一端连一根引线,另一端连两根引线,常与电桥配合使用,能较好消除导线电阻的影响,是工业过程控制中的常用方式。VSport
- 四线制:在根部两端各连接两根导线,一组提供恒定电流,另一组测量电压信号。此方式可完全消除导线电阻的影响,适用于高精度温度检测。
工业应用要点
在常用的工业过程控制中,三线制被广泛采用,用以消除连接导线电阻引起的测量误差,因测量热电阻的电路往往是平衡性较弱的电桥结构,采用三线制能显著提高测量的准确性。