熱電阻的測溫原理

從物理學中我們知道，導體(或半導體)的電阻值是隨著溫度的變化而變化的，一般說來，它們之間有如下關系，即

通常用電阻溫度系數α來描述電阻值隨著溫度變化而變化這一特性，它的定義是：在某一溫度間隔內，溫度變化1℃時的電阻相對變化量，單位為1/℃。根據定義，α可用下式表示：

金屬導體的電阻一般隨溫度升高而增大，α為正值，稱為正的電阻溫度系數。用于測溫的半導體材料的α為負值，即具有負的電阻溫度系數。各種材料的α值并不相同，對純金屬而言，一般為0.38％～0.68％左右。它的大小與導體本身的純度有關，α越大，導體材料的純度越高。通常用電阻比來表示材料的純度，代表在1OO℃時的電阻值，代表在0℃時的電阻值。而半導體的電阻值卻隨著溫度的升高而減少，在2O℃左右，溫度每變化1℃，其電阻值要變化-2～-6%。若能設法測出電阻值的變化，就可相應地確定溫度的變化，達到測溫的目的。電阻溫度計就是利用導體(或半導體)的電阻值隨著溫度變化這一特性來進行溫度測量的。即把溫度變化所引起導體電阻變化，通過測量橋路轉換成電壓信號，然后送入顯示儀表以指示或記錄被測溫度。

由上述可知，熱電阻溫度計和熱電偶溫度計的測量原理是不同的。熱電偶溫度計是把溫度的變化通過測溫元件熱電偶轉換為熱電勢的變化來測量溫度的,而熱電阻溫度計則是把溫度的變化通過測溫元件熱電阻轉換為電阻值的變化來測量溫度的。

熱電阻溫度計適用于測量-200～+850℃低溫范圍內液體、氣體、蒸汽及固體表面溫度，它和熱電偶溫度計一樣，也具有遠傳、自動記錄和多點測量等優點。此外，它的輸出信號大，測量準確，所以在1990年國際溫標(ITS-90)中規定：13.8033K～961.78℃溫區內以鉑電阻溫度計作為基準器。

2.5.2  熱電阻的材料和要求

    熱電阻測溫的機理是利用導體或半導體的電阻值隨溫度變化而變化的性質，但不是所有導體或半導體材料都可以作為測量元件，還得從其它方面的性能來考慮和選擇，對熱電阻材料的要求有：

1.物理、化學性質穩定，測量精度高，抗腐蝕，使用壽命長。

2.電阻溫度系數要大，即靈敏度要高。

3.電阻率要高，以使熱電阻的體積較小，減小測溫的時間常數。

4.熱容量要小，使電阻體熱惰性小，反應較靈敏。

5.線性好，即電阻與溫度關系成線性或為平滑曲線。

6.易于加工，價格便宜，降低制造成本。

7.復現性好，便于成批生產和部件互換。