温度检测在日常生活与工业现场应用广泛,测温
作者:VSport 时间:2025-12-21 浏览: 来源:VSport体育

- 标称电阻
标称电阻是铂热电阻在0℃时的电阻值。最常用的是100Ω的PT100,也存在200Ω、500Ω、1000Ω的PT200、PT500、PT1000等型号。
- 温度系数
温度系数(α,也称TCR)表示铂热电阻在0℃到100℃区间的平均阻值变化。主流行业标准为IEC60751/GB/T30121的0.003851,而美国ASTM E1137常用0.003902;当前国内外广泛认可的标准值为0.003851。以PT100为例,R100=138.51Ω、R0=100Ω,ΔR=38.51Ω,α≈ΔR/(R0×100)≈0.003851。
- 精度等级
以IEC60751的A级为例,误差由两部分组成:在0℃的固定偏差0.15℃,以及温度系数漂移引入的误差0.002×|T|(T为实际测量温度,通常在-30℃~+300℃等应用温区内)。例如在100℃时,总误差约为0.15+0.002×100=0.35℃。选型时应结合标称电阻、温度系数和应用温度范围来确定合适等级。
- 温度电阻转换特性
铂热电阻的温度-阻值关系分为两段:
- T ≤ 0℃:RT = R0 × (1 + A·T + B·T^2 + C·(T − 100)·T^3)
- T ≥ 0℃:RT = R0 × (1 + A·T + B·T^2)
其中R0为0℃时的阻值,A、B、C为IEC60751规定的常数。直接通过RT求解温度T需解三次方程,计算较为复杂。为简化计算,常采用温度-阻值表或数值查表结合线性插值的方法。IEC60751及相关资料中通常提供1℃间隔的查表。
- 测量电流与自热
铂热电阻多以直流电流激励进行测量,测量电流会带来自热误差。典型工作电流约0.3–1mA,自热系数约0.015℃/mW。若以1mA、最大阻值400Ω为例,自热引起的温度误差大约在0.01℃左右,可以忽略不计;若希望进一步降低自热影响,应在不影响信号幅度和信噪比的前提下选择合适的激励电流,并尽量控制测量电路的热耦合。
- 接线方式
铂热电阻的接线方式主要有二线制、三线制和四线制:
- 二线制:成本低,但引线电阻会被测量电路直接包含,难以消除引线误差。
- 四线制:通过四条引线实现对电阻端阻抗的独立测量,可完全消除引线电阻误差,但线材较多、布线复杂。
- 三线制:在相同物理尺寸条件下,三根引线的电阻尽量相等,通过两次测量与计算来抵消引线电阻,属于应用最广泛的折中方案。
选择时需权衡成本、布线复杂度与所需精度。
- 结论
提升测温准确性不仅在前端选型,还包括后续的硬件设计和软件算法优化。要实现更高的测温精度,可以从以下方面着手:合理选择标称电阻、温度系数与精度等级;采用适合的温度-阻值转换近似或查表方式进行线性化处理;控制自热影响,优化激励电流;并结合三线制或四线制接线方案以减少引线误差,同时在采集端使用高分辨率、低噪声的模数转换器以及良好的温度补偿与线性化算法。VSport