热电阻温度计

C
2、三线制：在热电阻感温体
一端连一根导线，另一端连两 Rt 根导线的引线方式。这种引线 A
r
r1 1
r1
a R0 R4
cE
B
ΔU
方式可以消除引线电阻对测量
b R2
R3
的影响。
D
图5.18 热电阻三线制桥路连
接
3、四线制连线：热电阻体的两端各连接两根导线的引线方 式为四线制。
其中两根引线为热电阻提供恒流源 I， 在热电阻上产生的压 降通过另两根引线引至电位差计进行测量。这种接线方式 能完全消除引线电阻带来的附加误差，这种引线方式主要 用于高精度的温度检测。
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4．热电阻温度传感器的结构
（1）普通热电阻温度传感器
工业用普通热电阻温度传感器由电阻体、绝缘套管、保护管、 接线盒和连接电阻体与接线盒的引出线等部件组成。
绝缘套管、保护管、接线盒与热电偶温度传感器基本相同，绝 缘套管一般使用双芯或四芯氧化铝绝缘材料，引出线穿过绝缘 管。
电阻体和引出线均装在保护管内。热电阻温度传感器外形与热 电偶温度传感器相同。铂电阻体常见形式如图5.19所示，
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常用电桥测量电阻Rt的变化，并转化为电压输出
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当温度处于测量下限时，Rt＝Rtmin
设计桥路电阻，满足R3×Rtmin＝R2×R4
此时电桥平衡， △U＝0
C
当温度上升时，桥路失去平衡
设某一时刻Rt＝Rtmin+ΔRt
U Rt E Rt min R4
Rt
E
R4
A
B
ΔU
R2 R3
D
图5.17 不平衡电桥原理
由于铠装热电阻的体积可以做得很小，因此它的热惯性小， 反应速度快。
除电阻体部分外，其它部分可以做任何方向弯曲，因此它具 有良好的耐震动和抗冲击的性能，并且不易被有害介质所侵 蚀，其使用寿命比普通热电阻长。
5．热电阻测温仪表的应用注意的几个问题
（1）热电阻测温仪表常用来测量-200～+600℃之间的温度。 （2）热电阻的显示仪表必须与热电阻配套。 （3）动态误差。由于电阻体体积较大，热容量大，其动态
工业上常用电阻式测温仪表来测量-200～+600℃之间的温度， 在特殊情况下可测量极低或高达1000℃的温度。电阻式测 温仪表的特点是准确度高；在中、低温下（500℃以下）测 量，输出信号比热电偶大很多，灵敏度高； 由于其输出也是电信号，便于实现信号的远传和多点切换 测量。 电阻体是测温敏感元件，有导体和半导体两类。
误差比热电偶大，这也制约了热电阻在快速测温中的应用。 （4）连线电阻变化与热电阻阻值变化产生叠加，引起测量
误差。应采用三线制接法予以消除。 （5）热电阻通电发热引起误差。在实际测温中，热电阻流
过电流使热电阻发热，从而引起误差。 （6）热电阻的安装与热电偶的安装要求基本相同。
铂电阻温度计特点：铂电阻温度计精度高，稳定性好、性能可 靠，但电阻与温度有非线性。
必须指出，无论是三线制还是四线制，引线都应该 从热电阻感温元件的根部引出，不能从热电阻的接 线端子上分出。
3．热电阻材料及常用热电阻
作为热电阻的材料一般要求是： 电阻温度系数、电阻率要大； 热容量要小； 在整个测温范围内，应具有稳定的物理、化学性质 和良好的复制性； 电阻值随温度的变化关系，最好呈线性； 价格便宜。
第三节 热电阻温度计
1.铂电阻
金属铂容易提纯,在氧化性介质中具有很高的物理化 学稳定性,有良好的复制性。但价格较贵。
要确定 Rt～t的关系,首先要确定 R0的大小。R0不同, Rt～t的关系也不同。这种Rt～t的关系称为分度表,用分 度号来表示。 目前我国常用的铂电阻有两种，分度号Pt100和Pt10， 最常用的是Pt100，R（0℃）＝100.00Ω。
电桥电源E为稳压电源。电桥有电流流过时，连接导线和热 电阻会发热而引起附加温度误差，在设计和使用中要求这种 误差不超过0.2%。通常当流过热电阻6mA电流时，因发热 会产生的误差约0.1℃，一般选择流过热电阻的电流为3mA。
热电阻的引线方式 1、两线制：在热电阻感温体两端各连一根导线的引线方式。
两线制引线方式适用于引线不长，测温精度要求较低的场合。
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第三节 热电阻温度计
2.铜电阻
金属铜易加工提纯，价格便宜；它的电阻温度系数很 大，且电阻与温度呈线性关系；在测温范围为-50～ +150℃内，具有很好的稳定性。
在-50～+150℃的范围内，铜电阻与温度的关系是 线性的。即
Rt R0 1 t
工业上常用的铂电阻有两种，一种是R0＝50Ω，对应 的分度号为Cu50。另一种是R0＝100Ω，对应的分度号为 Cu100。
热电阻温度计是由热电阻，显示仪表以及连接导线所组 成。
第三节 热电阻温度计
一、测温原理
利用热电阻的电阻值随温度变化而变化的特性来进 行温度测量的。
对于线性变化的热电阻来说，其电阻值与温度关系 如下式
Rt R01 t t0
Rt Rt0 t
热电阻温度计适用于测量-200～+500℃范围内液体、 气体、蒸汽及固体表面的温度。
铜电阻体结构如图5.204所－铜示引出。线 它采用直径约0.1mm的绝缘铜 线（它包括锰铜或镍铜部分）采用双线绕法分层绕在圆柱形塑 料支架上。用直径1mm的铜丝或镀银铜丝做引出线。
为改善热传导，在电阻体与保护管之间常置有金属夹持件或 内套管。
（2）铠装热电阻
铠装热电阻是将电阻体与引出线焊接好后，装入金属小套 管，再充填以绝缘材料粉末，最后密封，经冷拔、旋锻加工 而成的组合体。
外再套一个外径为5mm
6
7
的石英管。铂电阻体用银 丝作为引出线。
(a)
(b)
图5.19 铂电阻体的结构
1-引出银线；2-铂丝；3-锯齿形云母骨架；4-保护用云母片；
5-银绑带；6-铂电阻横截面；7-保护套管；8-石英骨架
1
2
3
4
L
图5.20 铜电阻体的结构 1-线圈骨架；2-1铜－线热图圈电骨 5－架阻4；丝22－；铜铜电热 3-电 阻补阻体偿丝的；组结3－；构补4偿-铜组；引出线；
图5.19（a）为云母片做骨架，把云母片两边做成锯齿状，将 铂丝绕在云母骨架上，然后用两片无锯齿云母夹住，再用银带
扎紧。铂丝采用双线法绕制，以消除电感 。
1
（b）采用石英玻璃，具
有良好的绝缘和耐高温特
2
性，把铂丝双绕在直径为
3
4
5
3mm的石英玻璃上，为 8 使铂丝绝缘和不受化学腐
蚀、机械损伤，在石英管