温度传感器热电阻测温原理及材料

　　温度测量技术在航空航天、化学、冶金、建筑材料等领域具有非常广泛的应用，且温度是确保顺利生产和质量控制的重要参数。温度传感器种类繁多，热电偶以其测温准确度较高、测温范围大、结构相对简单且便于维护、动态响应速度快、信号可远距离传输等优点在实际生产生活和科学研究中获得了广泛应用。在使用热电偶进行温度量测时需对热电偶的测温原理有所了解，才能合理准确地布置或安装热电偶传感器。

温度传感器热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。温度传感器热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用多的是铂和铜，此外，现在已开始采用甸、镍、锰和铑等材料制造温度传感器热电阻。

　　温度传感器热电阻的结构

　　(1)精通型温度传感器热电阻 工业常用温度传感器热电阻感温元件(电阻体)的结构及特点见表2-1-11。从温度传感器热电阻的测温原理可知，被测温度的变化是直接通过温度传感器热电阻阻值的变化来测量的，因此，温度传感器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。引线电阻的影响一般采用三线制或四线制。

　　(2)铠装温度传感器热电阻 铠装温度传感器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.。

　　与普通型温度传感器热电阻相比，它有下列优点：①体积小，内部无空气隙，热惯性上，测量滞后小;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。

　　(3)端面温度传感器热电阻 端面温度传感器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，其结构如图2-1-8所示。它与一般轴向温度传感器热电阻相比，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。

　　(4)隔爆型温度传感器热电阻 隔爆型温度传感器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，生产现场不会引爆。

热电阻测温原理

热电阻是一种能够将两个导体之间的热电动势连接起来的装置，由于它具有测量精度高、响应速度快、工作可靠等特点，因此在工业生产中被广泛应用。

热电阻是由两个温度不同的导体（如铂）组成，当它们通过一种称为热电池的东西时，其中一个导体在另一个导体上形成一个温度高于或低于它的电动势的温差。热电阻测温原理与常见的双金属温度计类似，但又有不同：

1、铂电阻不是将两个独立物质结合在一起而是作为一种金属被测量。

2、热电阻在测量过程中只产生热电动势，而没有机械运动，因此它不会受到机械运动（如管道振动、辐射等）的干扰。

3、因为测量时热电阻两端没有电流通过，所以它能更准确地测量出被测物体所具有的真实温度值。

4、因为被测物体表面温度不均匀而造成热电阻电阻值不稳定是一个误差，因此一定要进行标定来校正误差。

铂电阻-温度特性曲线

热电阻是利用热电动势原理工作的，它的基本方程为：

其中K代表热电阻的电阻值，ρ代表被测温度系数（即热电动势）。当热电阻产生热电动势时，在它周围将会形成一个温度场，其大小与热电阻所处的温度有关。这样，一个热电阻就可以在该温度下用来测量另一种物质的温度。例如铂电阻可以在-429℃~634℃范围内工作，它比热电阻器在-671℃~852℃范围内工作要灵敏得多，因此可用它来测量液体和气体中的工质的温度。当铂电阻与被测物质接触时，会在两者之间形成一个电位差而产生电动势。根据这个电动势，就可以测出它所处的温度。根据这种测量方法所得的结果叫做铂电阻-温度特性曲线。