以PT100为例,温度系数的计算如下:
作者:VSport 时间:2025-12-24 浏览: 来源:VSport体育

TCR = (R100 − R0) / (R0 × 100)
已知在100℃时的阻值 R100 = 138.51 Ω,0℃时的阻值 R0 = 100 Ω,差值为 38.51 Ω。将差值除以标称阻值并再除以温度差 100℃,得到平均温度系数。
精度等级的概念
铂热电阻的精度等级及允许误差由IEC60751标准规定。以A级为例,最大温度误差由固定误差和温度系数漂移误差两部分组成。固定误差来自0℃时的标称阻值偏差,约为 0.15℃;漂移误差为 0.002 × |T|,T 为实际测量温度。若应用温度范围在 -30℃ ~ +300℃内,铂热电阻的实际误差通常不超过该等级的允许范围。VSport
在温度为100℃时,A级铂热电阻的总误差为 0.15 + 0.002 × 100 = 0.35℃。选型时需综合考虑标称电阻、温度系数标准、精度等级以及应用温度范围。
温度-阻值转换特性
铂热电阻的温度-阻值转换关系,分别对0℃以下与0℃以上两段给出公式:
- T ≤ 0℃:RT = R0 × [1 + A × T + B × T² + C × (T − 100) × T³]
- T ≥ 0℃:RT = R0 × [1 + A × T + B × T²]
其中 RT 为温度 T 时的阻值,R0 为0℃时的阻值;常数 A、B、C 的取值为:
- A = 3.9083 × 10⁻³ °C⁻¹
- B = −5.775 × 10⁻⁷ °C⁻²
- C = −4.183 × 10⁻¹² °C⁻⁴
直接把 RT 代入公式就需要解三次方程来求 T,计算较为复杂。
简化与近似
为了便于计算,常用在-200℃到+850℃的温度范围内的 RT-T 曲线来输出温度电阻值。PT100 的阻值变化大致落在 18 Ω~400 Ω 区间,且在此区间呈近似线性关系。
若直接用端点两点(-200℃、+850℃)进行线性拟合,曲线在该范围内的最大非线性误差会超过较大值,通常不可接受。
更稳妥的做法是利用温度-阻值表,并在表内做小区间线性插值来近似计算。IEC60751 标准中还提供了以1℃为步进的温度-阻值查询表,便于实现高精度的查表插值。
测量电流及自热误差
铂热电阻多以直流电流进行激励,激励电流会在元件中产生功耗并引入自热误差。典型参数为自热系数 S 约为 0.015℃/mW,常用测量电流约 0.3–1 mA,实际自热量为 P × S,其中 P = I² × R。
例如在 I = 1 mA、R 最大为 400 Ω 的情况下,自热产生的温度约为 0.01℃,这种误差通常可忽略不计。若希望降低误差,应提升信噪比并在允许的范围内选取较大激励电流;但电流过大则会增加自热误差。
接线方式
铂热电阻的输出引线有两线制、三线制、四线制三种。两线制容易受引线电阻误差影响,较难消除;四线制通过独立的测量引线消除引线电阻误差,但需要更多引线;三线制是在三根引线等阻值的前提下,通过两次测量并计算抵消引线误差,是应用最广泛的接线方式。
总结要点
温度测量的准确性不仅依赖前端铂热电阻的选型,还需要后续的硬件设计和软件算法优化。结合三线制接口、稳定的激励源、精度高的模数转换、以及温度-阻值的线性化处理,可以实现高精度的温度测量,并通过合适的接口实现数字化读出。