了解热电阻传感器的种类及应用注意事项

金属热电阻是利用一些金属材料的电阻随温度变化的性质来测温的。由于具有较高的稳定性和精度，目前广泛应用于中、低温测量中。

1.工作原理

固体金属都是晶体，在晶体中原子按一定的几何形状有规则地排列构成晶格。晶格中原子分成带正电的核和自由电子，核位于晶格点阵上，做热振动。自由电子可在晶格中自由运动。

当金属温度升高时，核热振动加强，自由电子与其碰撞的机会增多，形成电子波散射，金属的导电能力降低，即电阻增加。

当金属的成分和加工情况保持不变时，金属的电阻仅与温度有关。大多数金属电阻与温度成一定函数关系。

铂电阻在-200 ～0℃范围内

在0 ～850℃范围内

式中，R0 ，Rt 为温度为0℃及t℃时铂电阻的电阻值；A、B、C 为常数，A = 3.968 47 ×10-3/°C；B =-5.847 ×10-7/°C；C =-4.22 ×10-12/°C。

铜电阻α =(4.25 ～4.28)×10 -31/℃。

除列入标准系列且大量生产的铂热电阻和铜热电阻时，还有镍热电阻、镍铁热电阻和钨热电阻等。

2.热电阻传感器结构

1)标准铂电阻温度传感器

典型结构有如下：

(1)石英套管十字骨架结构如图7-17 和图7-18 所示。

图7-17 十字骨架结构1(www.xing528.com)

图7-18 十字骨架结构2

1—骨架；2—铂丝；3—铂管；4—引线；5—玻璃封装

(2)麻花骨架结构如图7-19 所示。

(3)杆式(或称鼠笼式)结构如图7-20 所示。

图7-19 麻花骨架结构

图7-20 杆式结构

2)工业热电阻

(1)铂热电阻：铂热电阻的结构不论骨架如何，都是用直径φ0.003 ～φ0.007 mm 的铂丝双绕在骨架上。云母骨架为非封闭式。玻璃骨架和陶瓷骨架为封闭式，其结构示意如图7-21所示。

图7-21 铂热电阻结构

(a)玻璃骨架；(b)陶瓷骨架；(c)云母骨架
1—玻璃外壳；2—铂丝；3—玻璃骨架；4—引出线；5—釉；6—陶瓷骨架；7—云母绝缘件；8—云母骨架

图7-21(a)所示为玻璃骨架铂热电阻，其体积小，可小型化。上限温度500℃左右，耐振性能差、易碎。

图7-21(b)所示为陶瓷骨架铂热电阻，其耐振性能比玻璃骨架铂热电阻好，温度测量上限可达900 ℃。

图7-21(c)所示为云母骨架铂热电阻，其耐振性能好，时间常数小，抗热冲击性能好，测温范围500 ℃以下，由于非封闭，不宜在较恶劣的环境下使用。

(2)铜热电阻：铜热电阻一般用φ0.09 ～φ0.14 mm的漆包线双绕在塑料(ABS 等)骨架上，也可将漆包线直接双绕在各种铜管道上测量其温度。其结构示意如图7-22 所示。