热电阻测温原理与铂热电阻

热电阻测温原理与铂热电阻

本文件介绍了热电阻作为感温元件的基本工作原理、通用要求、组成结构，以及铂热电阻的详细特性、温度-电阻方程、分度号、分度表及其使用方法。热电阻利用导体电阻值随温度变化的特性进行温度测量，是测量中低温区（-200~850℃）温度的重要传感器类型。铂热电阻因其性能稳定、精度高，被国际温标ITS-90指定为-259.34~630.74℃温度域内的基准器。

热电阻通用要求

作为测温用的热电阻一般要求：电阻值与温度变化具有良好的线性关系；电阻温度系数大，以便对温度变化敏感；电阻率高、热容量小，响应速度快；在测量范围内具有稳定的物理、化学性质；容易加工、价格便宜。最常用的材料是铂和铜。

热电阻结构

热电阻由电阻体、保护套管和接线盒等部件组成。热电阻丝绕制在骨架（石英、云母、陶瓷或塑料）上。为防止电阻体产生电感，热电阻丝通常采用双线并绕法。

铂热电阻

铂热电阻在氧化性介质中物理化学性能稳定，电阻率大，精确度高，能耐较高温度。其缺点是价格高。国际温标ITS-90规定，在-259.34~630.74℃温度域内，以铂热电阻温度计作为基准器。

温度-电阻方程

在0~850℃范围内：
$R_t=R_0(1+At+B{t}^2)$

在-200~0℃范围内：
$R_t=R_0[1+At+B{t}^2+C(t-100\left)t^3\right]$

其中 $A=3.9083\times {10}^{-3}/℃$, $B=-5.775\times {10}^{-7}/{℃}^2$, $C=-4.183\times {10}^{-12}/{℃}^4$。

分度号

工业用铂热电阻有四种标称电阻值：$R_0=10\Omega$（分度号Pt10）、$R_0=50\Omega$（分度号Pt50）、$R_0=100\Omega$（分度号Pt100，最为常用）、$R_0=1000\Omega$（分度号Pt1000，测温范围-50~300℃，用于医疗、电机工业等高精温度测量）。

分度表

分度表（$R_t-t$关系表）通过实验方法编制，供实际测温时查阅。实际测量中，测得热电阻阻值$R_t$后，可从表中查出对应温度值；若不能直接查出，可结合查表和线性插值法计算得出。对于Pt10，可将表中查得的电阻值除以10得到。