热电阻是中低温区常见的温度检测仪器。其主要特点是测量精度高,性能稳定。铂热电阻测量精度高,不仅广泛应用于工业温度测量,而且制成精确的基准温度计。
电阻是物体最基本的物理特性之一。利用金属导体的电阻随温度的变化而变化的原理,通过测量导体的电阻值来间接获得温度值的温度计称为热电阻温度计。温度每变化1℃时,电阻值的相对变化量叫电阻温度系数,用α表示。热电阻的感温元件是用细金属丝均匀地缠绕在绝缘材料制成的骨架上而形成,所以测得的温度是感温元件整体所处位置的平均温度。根据热电阻元件的材质分为铂电阻和铜电阻等等。
测量是基于金属导体的电阻随着温度的升高而增加的特性。大多数热电阻由纯金属材料制成。目前,铂电阻和铜电阻应用广泛。还有其他,如铟、锰、镍、铑电阻等。
普通型热电阻
从热电阻的测温原理可知,被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的,因此,热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。
铠装热电阻
铠装热电阻是由感温元件(电阻体)、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体,外径一般为(p2--p8mm,最小可达pmm。与普通型热电阻相比,有下列优点:①体积小,内部无空气隙,热惯性上,测显滞后小;②机械性能好、耐振,抗冲击;③能弯曲,便于安装④使用寿命长。
端面热电阻
端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制,紧贴在温度计端面。与一般轴向热电阻相比,能更正确和快速地反映被测端面的实际温度,适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。
隔爆型热电阻
隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒,把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内,生产现场不会引起爆炸。隔爆型热电阻可用于Bla--B3c级区内具有爆炸危险场所的温度测量。热电阻的测温原理与热电偶的测温原理不同的是,热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的,即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。因此,只要测星出感温热电阻的阻值变化,就可以测星出温度。目前主要有金属热电阻和半导体热敏电阻两类。金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示,即Rt=Rt0[1+α (t-t0)]式中,Rt为温度t时的阻值;Rt0为温度t0(通常t0=O°℃C)时对应电阻值;α为温度系数。半导体热敏电阻的阻值和温度关系为
Rt=AeB/t式中Rt为温度为时的阻值;A、B取决于半导体材料的结构的常数。相比较而言,热敏电阻的温度系数更大,常温下的电阻值更高(通常在数千欧以上热电阻温度测量原理),但互换性较差,非线性严重,测温范围只有-50~300°C左右,大量用于家电和汽车用温度检测和控制。
金属热电阻一般适用于-200~500℃范围内的温度测量,其特点是测量准确、稳定性好、性能可靠,在程控制中的应用极其广泛。工业上常用金属热电阻从电阻随温度的变化来看,大部分金属导体都有这个性质,但并不是都能用作测温热电阻,作为热电阻的金属材料一般要求:尽可能大而且稳定的温度系数、电阻率要大(在同样灵敏度下减小传感器的尺寸)、在使用的温度范围内具有稳定的化学物理性能、材料的复制性好、电阻值随温度变化要有间值函数关系(最好呈线性关系)。