3.4　热电阻温度计

电阻式温度传感器是利用导体或半导体的电阻值随温度变化而变化的特性来测量温度的。一般把由金属导体铂、铜、镍等制成的测温元件称为热电阻，把由半导体材料制成的测温元件称为热敏电阻。热电阻测温的优点是信号可以远传、灵敏度高、无需参比温度。金属热电阻稳定性高、互换性好、准确度高，可以用作基准仪表，其缺点是需要电源激励、有自热现象，影响测量精度。

热电阻传感器主要用于中、低温度（-200～+650℃或+850℃）范围的温度测量。常用的工业标准化热电阻有铂热电阻、铜热电阻和镍热电阻。铂热电阻主要用于高精度的温度测量和标准测温装置，性能非常稳定，测量精度高，其测温范围为-200～+850℃，分度号为Pt500（R0=50.00Ω）和Pt100（R0=100.00Ω），铂的纯度通常用W100=R100/R0来表示，其中R100代表在沸点（100℃）的电阻值，R0代表在冰点（0℃）的电阻值。当铂的纯度为99.9995时，W100=1.3930，工业上用的铂热电阻其W100为1.380～l.387，标准值为1.385。铂是贵金属，价格较高。

如果测量精度要求不是很高，测量温度小于+150℃时，可选用铜热电阻，铜热电阻的测温范围是-50～+150℃，其价格便宜、易于提纯、复制性好。在测温范围内，其线性度极好，电阻温度系数α比铂高，但电阻率ρ较铂低，在温度稍高时，易于氧化，只能用于+150℃以下的温度测量，范围较窄，而且体积也较大。所以，适用于对测量精度和敏感元件尺寸要求不是很高的场合。

热电阻的测温原理

热电阻温度计是基于金属导体或半导体电阻值与温度是一定函数关系的原理实现温度测量的。基本关系为

Rt=R0[1+At+Bt2+Ct3]　　（3-13）

式中，Rt、R0分别为t℃和0℃时的电阻值；A、B、C分别为与金属材料有关的常数。

表示电阻与温度之间灵敏度的参数是电阻温度系数。电阻温度系数的定义是：温度变化1℃时电阻值的相对变化量，用α来表示，单位是℃-1，根据定义，α可用式（3-14）表示，即

可以近似为

一般材料的温度系数α并非常数，在不同的温度下具有不同的数值。因此常用（R100-R0）/（R0×100）代表0～100℃之间的平均温度系数，其中R100表示100℃时的电阻值，R0表示0℃时的电阻值。电阻温度系数越大，热电阻的灵敏度越高，测量温度时就越容易得到准确的结果。

α描述温度每变化1℃时热电阻阻值的相对变化量。对于金属热电阻，α>0，即电阻值随着温度的升高而增加；对于半导体热电阻，其温度系数α可正可负，且线性度差。