Chapter3温度测量

1、工业装备测控技术工业装备测控技术3.4 3.4 温度测量温度测量 3.4.1 概述概述n 温度是表征物体冷热程度的一个物理量。温度是表征物体冷热程度的一个物理量。进行温度测量必须有温度基准和温标。进行温度测量必须有温度基准和温标。n一一#、温标及单位、温标及单位n 1.热力学温标热力学温标n 以热力学第二定律为基础，仅与热量有以热力学第二定律为基础，仅与热量有关而与物质任何物理性质无关的温标，己由关而与物质任何物理性质无关的温标，己由国际计量大会采纳作为统一的基本温标。但国际计量大会采纳作为统一的基本温标。但由于它由于它是纯理论是纯理论的，所以国际计量大会制定的，所以国际计量大会制定出与热力学

2、温标相接近，重复精度高的国际出与热力学温标相接近，重复精度高的国际实用温标实用温标(IPTS)。2.国际实用温标国际实用温标n 目前国际上通用的是目前国际上通用的是1975年第年第15届国际计量大会通过届国际计量大会通过的的1968年国际实用温标年国际实用温标(简称简称IPTS一一68)一一1975年修订版年修订版，我国也采用这一标准，其基本内容有我国也采用这一标准，其基本内容有:n (1)温度的基本单位为开尔文温度的基本单位为开尔文(简写开，符号为简写开，符号为K)，定义为，定义为水的三相点热力学温度与绝对零度间的水的三相点热力学温度与绝对零度间的1/273.16。n (2)对一些纯物质的可

3、复现的平衡态称为定义固定点对一些纯物质的可复现的平衡态称为定义固定点，作为，作为国际实用温标的指定值，共有国际实用温标的指定值，共有11个。个。n (3)除上述的固定点温度外，除上述的固定点温度外，整个温标分成整个温标分成4段段，其温度基，其温度基标在标在1337.58K以上的温度由黑体辐射朗克公式决定温度；在以上的温度由黑体辐射朗克公式决定温度；在903.991337.58K由铂铑一铂热电偶决定，并规定插值公式；由铂铑一铂热电偶决定，并规定插值公式；在在13.81903.89K由铂电阻温度计决定，并分别对由铂电阻温度计决定，并分别对275.15k以上及以下分别规定插值公式。以上及以下分别规定

4、插值公式。3.摄氏温标摄氏温标n摄氏温标是工程上通用的温标摄氏温标是工程上通用的温标，在标准，在标准大气压下冰的溶点为大气压下冰的溶点为OC，水的沸点，水的沸点定为定为1OOC，将中间等分为一百等份，将中间等分为一百等份，每一等份为每一等份为lC。摄氏温度（。摄氏温度（t）和国）和国际实用温度（际实用温度（T） 的关系为的关系为:n t=T-275.15 （81）n在工程习惯中在工程习惯中，在，在OC以下，常以国以下，常以国际实用温标的绝对温度表示，在际实用温标的绝对温度表示，在OC以上，常用摄氏温度表示。以上，常用摄氏温度表示。二、温度测量方法及测量仪表的分类二、温度测量方法及测量仪表的分类

5、u温度不能直接测量，而是借助于物质的某些物理特性温度不能直接测量，而是借助于物质的某些物理特性是温度的函数，通过对某些物理特性变化量的测量间是温度的函数，通过对某些物理特性变化量的测量间接地获得温度值。接地获得温度值。u根据温度测量仪表的使用方式，通常可分类为根据温度测量仪表的使用方式，通常可分类为接触法接触法与与非接触法非接触法两大类。两大类。 1. 接触法接触法u当两个物体接触后，经过足够长的时间达到热当两个物体接触后，经过足够长的时间达到热平衡后，则它们的温度必然相等。如果其中之平衡后，则它们的温度必然相等。如果其中之一为温度计，就可以用它对另一个物体实现温一为温度计，就可以用它对另一个

6、物体实现温度测量，度测量，这种测温方式称为接触法这种测温方式称为接触法。u特点特点：温度计要与被测物体有良好地热接触，温度计要与被测物体有良好地热接触，使两者达到热平衡。使两者达到热平衡。n接触式测温法是使感温元件直接与被测物体或直接接触式测温法是使感温元件直接与被测物体或直接与被测介质接触，感受被测物体或被测介质的温度与被测介质接触，感受被测物体或被测介质的温度变化。变化。n主要形式：膨胀式、压力式、热电阻与热电偶温度主要形式：膨胀式、压力式、热电阻与热电偶温度计计2.非接触法非接触法u利用物体的热辐射能随温度变化的原理测定物利用物体的热辐射能随温度变化的原理测定物体温度，体温度，这种测温方

7、式称为非接触法这种测温方式称为非接触法。u特点特点：不与被测物体接触，也不改变被测物体不与被测物体接触，也不改变被测物体的温度分布，热惯性小。的温度分布，热惯性小。u通常用来测定通常用来测定10001000以上的移动、旋转或反应以上的移动、旋转或反应迅速的高温物体的温度。迅速的高温物体的温度。u非接触式测温仪表是采用感温元件与被测物体不非接触式测温仪表是采用感温元件与被测物体不直接接触的方法来测量温度。直接接触的方法来测量温度。u在高温范围内，用直接接触测温法非常困难，可在高温范围内，用直接接触测温法非常困难，可采用非接触式测温法，利用物体的热辐射特性对采用非接触式测温法，利用物体的热辐射特性

8、对物体的温度进行非接触式测量。物体的温度进行非接触式测量。u光学高温计、比色高温计、辐射高温计光学高温计、比色高温计、辐射高温计下表下表所示为工业常用温度计的种类及其使用所示为工业常用温度计的种类及其使用3.4.2 3.4.2 热膨胀式温度计热膨胀式温度计 膨胀式温度计是利用物体受热膨胀的原理膨胀式温度计是利用物体受热膨胀的原理制成的温度计，主要有制成的温度计，主要有液体膨胀式温度计、固液体膨胀式温度计、固体膨胀式温度计体膨胀式温度计和和压力式温度计压力式温度计三种。三种。一、液体膨胀式温度计一、液体膨胀式温度计1. 测温原理测温原理2. 主要特点主要特点3. 分类分类4. 测温误差分析测温误

9、差分析二、固体膨胀式温度计二、固体膨胀式温度计 它是利用两种线膨胀系数不同的材料制成，它是利用两种线膨胀系数不同的材料制成，有杆式和双金属片式两种。有杆式和双金属片式两种。三三、压力式温度计、压力式温度计u它是利用密闭容积内工作介质随温度升高它是利用密闭容积内工作介质随温度升高而压力升高的性质，通过对工作介质的压而压力升高的性质，通过对工作介质的压力测量来判断温度值的一种机械式仪表。力测量来判断温度值的一种机械式仪表。u工作介质是气体、液体或蒸气工作介质是气体、液体或蒸气u简单可靠、抗振性能好，具有良好的防爆简单可靠、抗振性能好，具有良好的防爆性性u动态性能差，示值的滞后较大，不能测量动态性能

10、差，示值的滞后较大，不能测量迅速变化的温度迅速变化的温度3.4.3 热电偶测温仪表热电偶测温仪表一、热电偶的测温原理一、热电偶的测温原理1、接触电势、接触电势n接触电势是两种自由电子接触电势是两种自由电子密度不同的导体在接触处密度不同的导体在接触处形成的电动势，如左图。形成的电动势，如左图。由于导体由于导体A A和和B B的材料不同，的材料不同，两者的电子密度也各不相两者的电子密度也各不相同，当它们相互接触时，同，当它们相互接触时，在接触面上电子在两个方在接触面上电子在两个方向上扩散的速率就不同。向上扩散的速率就不同。n电势方向电势方向n若若A A导体电子密度大，则从导体电子密度大，则从A A

11、扩散到导体扩散到导体B B的自由电子数比从的自由电子数比从B B到到A A的要多，的要多，A A导体因失去电子而带正电，导体因失去电子而带正电，B B因得到电子而因得到电子而带负电，从而在接触面上形成由带负电，从而在接触面上形成由A A到到B B的内部静电场，产生的内部静电场，产生了接触电势了接触电势e eABAB(T)(T)。n由电子扩散运动而建立的内部静电场将产生相反方向的漂由电子扩散运动而建立的内部静电场将产生相反方向的漂移运动，加速电子在反方向的转移，最后达到动态平衡，移运动，加速电子在反方向的转移，最后达到动态平衡，接触电势很快稳定在某个值上，其大小如式（接触电势很快稳定在某个值上，

12、其大小如式（4-304-30）: : n在同一导体中，由于两端温度不同而产生的电在同一导体中，由于两端温度不同而产生的电势称为势称为温差电势温差电势。2、温差电势、温差电势n同一导体中高温端的电子能量要同一导体中高温端的电子能量要比低温端的大，因而高温端跑往比低温端的大，因而高温端跑往低温端的电子数比低温端跑往高低温端的电子数比低温端跑往高温端的多，故使高温端温端的多，故使高温端(T)(T)失去电失去电子而带正电，低温端子而带正电，低温端(T(T0 0) )因得到因得到电子而带负电，形成一个内部静电子而带负电，形成一个内部静电场。电场。n该静电场将阻止能量大的电子继该静电场将阻止能量大的电子继

13、续从高温端跑到低温端，最后达续从高温端跑到低温端，最后达到动态平衡，如左图所示，这时到动态平衡，如左图所示，这时导体导体A A两端的电势差为两端的电势差为: :n电势方向电势方向3、回路电势、回路电势如下图所示，设其热端和冷端的温度分别为如下图所示，设其热端和冷端的温度分别为T和和T0，则电路的，则电路的总热电势总热电势eAB(T,T0)为：为：二、热电偶的基本定律二、热电偶的基本定律1均质导体定律均质导体定律 由一种均质导体组成的闭合回路中，不论其截面和由一种均质导体组成的闭合回路中，不论其截面和长度如何以及沿长度方向上各处的温度分布如何，都长度如何以及沿长度方向上各处的温度分布如何，都不能

14、产生热电势。反之，如果回路中有热电势存在则不能产生热电势。反之，如果回路中有热电势存在则材料必为非均质的。材料必为非均质的。 这条规律还要求热电偶必须由这条规律还要求热电偶必须由两种不同质两种不同质的材料构成，的材料构成，且两种材料必须各自都是且两种材料必须各自都是均质的均质的，否则会由于沿热电，否则会由于沿热电偶长度方向存在温度梯度而产生附加电势，从而因热偶长度方向存在温度梯度而产生附加电势，从而因热电偶材料不均匀性引入误差。电偶材料不均匀性引入误差。2中间导体定律中间导体定律 在热电偶回路中接入第三种导体，只要第三种导体在热电偶回路中接入第三种导体，只要第三种导体两端温度相同，该导体的引入

15、对热电偶回路的总电势两端温度相同，该导体的引入对热电偶回路的总电势没有影响。没有影响。 同理，热电偶回路中接入多种导体后，只要保证接同理，热电偶回路中接入多种导体后，只要保证接入的每种导体的两端温度相同，则对热电偶的热电势入的每种导体的两端温度相同，则对热电偶的热电势没有影响。没有影响。 u该定律表明热电偶回路中可该定律表明热电偶回路中可接入各种仪表或连接接入各种仪表或连接导线导线。只要仪表或导线处于稳定的环境温度，原。只要仪表或导线处于稳定的环境温度，原热电偶回路的热电势将不受接入仪表或导线的影热电偶回路的热电势将不受接入仪表或导线的影响。响。u该定律还表明热电偶的接点不仅可以焊接而成，该定

16、律还表明热电偶的接点不仅可以焊接而成，也可以借助均质等温的导体加以连接。也可以借助均质等温的导体加以连接。3中间温度定律中间温度定律 两接点温度分别为两接点温度分别为T、T0的热电偶的的热电偶的热电势热电势EAB(T,T0)，等于接点温度分别为等于接点温度分别为T、TN的热电偶的的热电偶的热电势热电势EAB(T,TN)和和接点温度分别接点温度分别TN、T0的热电偶的热电偶热电势热电势EAB(TN,T0)的代的代数和。数和。 EAB(T,T0)=EAB(T,TN)+EAB(TN,T0)u该定律说明当热电偶参比端温度该定律说明当热电偶参比端温度t t0 000时，时，只要能测得热电势只要能测得热电

17、势E(t,tE(t,t0 0) )，且，且t t0 0已知，仍可已知，仍可以采用热电偶分度表求得被测温度以采用热电偶分度表求得被测温度t t值。值。4.连接导体定律连接导体定律n在热电偶回路中，如果热电偶的电极材料在热电偶回路中，如果热电偶的电极材料A A和和B B分别分别与连接导体与连接导体AA和和BB相连接，各有关接点温度为相连接，各有关接点温度为t t，tntn和和t0t0，那么回路的总热电势等于热电偶两端处于，那么回路的总热电势等于热电偶两端处于t t和和tntn温度条件下的热电势温度条件下的热电势EAB(t,tn)EAB(t,tn)与连接导线与连接导线AA和和BB两端处于两端处于tn

18、tn和和t0t0温度条件下的热电势温度条件下的热电势EAB(tn,t0)EAB(tn,t0)的代数和。的代数和。nEABBA(t,tn,t0)= EAB(t,tn)+ EAB(tn,t0) tt0参考端冷端工作端热端AABBtntn4.4.标准电极定则标准电极定则 A、B导体的热电势等于它们对加一参考导体的热电势等于它们对加一参考导体导体C的热电势之和。的热电势之和。000( , )( , )( , )ACCBABEt tEt tEt t中间温度定律和连接导体定律是工业热电偶测温中应中间温度定律和连接导体定律是工业热电偶测温中应用补偿导线的理论依据用补偿导线的理论依据。三、热电偶测温系统三、热

19、电偶测温系统 热电偶测温系统是由热电偶、补偿导线、测热电偶测温系统是由热电偶、补偿导线、测量仪表及相应的电路构成的。量仪表及相应的电路构成的。补偿导线法补偿导线法原理：原理：在一定温度范围内，与配用热电偶在一定温度范围内，与配用热电偶的热电特性相同的一对带有绝缘层的廉金属导线为的热电特性相同的一对带有绝缘层的廉金属导线为补偿导线。补偿导线。补偿导线补偿导线补偿导线补偿导线回路总热电势为回路总热电势为E =E ABBA (T,T0,T0)= =EAB(T,T0)+EAB(T0,T0)E=EAB(T,T0)EAB(T0,T0)=EAB(T0,T0),在选择补偿导线是应满足。在选择补偿导线是应满足。

20、E=EAB(T,T0)+EAB(T0,T0)中间温度定律连接导体定律连接导体定律:u常用补偿导线的结构分为常用补偿导线的结构分为普通型普通型和和带屏蔽层型带屏蔽层型两种两种u按照补偿原理分为按照补偿原理分为补偿型补偿型及及延伸型延伸型两种补偿导线两种补偿导线u按使用温度可分为按使用温度可分为一般用一般用（0100）和）和耐热用耐热用（0200）1. 冷端恒温法冷端恒温法（1）把冷端引至冰点槽内，维持冷端始终为）把冷端引至冰点槽内，维持冷端始终为0，但使用起来不大方便。但使用起来不大方便。（2）把冷端用补偿导线引至电加热的恒温器内）把冷端用补偿导线引至电加热的恒温器内四 热电偶冷端温度的影响及处

21、理2. 2. 计算修正法计算修正法 当用补偿导线把热电偶的冷端延长到某一温度T0处（通常是环境温度），然后再对冷端温度进行修正。已知冷端温度为t0,可用下列计算加以补偿： )0 ,(),()0 ,(ootEttEtE3.3.补偿电桥法补偿电桥法-只能补冷端温度的波动只能补冷端温度的波动，故要与故要与“计算修正计算修正法法”联用联用 补偿电桥法是在热电偶测温系统中串联一个不平衡电桥，此电桥输出补偿电桥法是在热电偶测温系统中串联一个不平衡电桥，此电桥输出的电压的电压Uab（因为（因为RCU处在冷端温度环境下，感受冷端温度的变化）随热电处在冷端温度环境下，感受冷端温度的变化）随热电偶冷端温度变化而变

22、化，从而偶冷端温度变化而变化，从而修正修正热电偶冷端温度波动引入的误差。热电偶冷端温度波动引入的误差。 在冷端在冷端20 C时，时， RCU1 ,此时电桥平衡，此时电桥平衡，Uab=0,当冷端温度升高时，当冷端温度升高时，热偶的电势热偶的电势Ex（见图）减小，（见图）减小， 但但RCU增大，增大，Uab增大。增大。 当当Ex的减小的减小 Ex与与Uab的增大的增大 Uab抵消时即：抵消时即： Ex Uab ，热电偶测热电偶测温回路的总电势温回路的总电势 UAB ExUab 不会随冷端温度波动而变化。不会随冷端温度波动而变化。 五、五、 热电偶结构热电偶结构 热电偶按结构可分为热电偶按结构可分为

23、普通型热电偶、普通型热电偶、铠装热电偶、特殊热电偶铠装热电偶、特殊热电偶。n热电偶的材料热电偶的材料 虽然任意两种导体或半导体材料都可以虽然任意两种导体或半导体材料都可以配对制成热电偶，但是作为实用的测温元件，配对制成热电偶，但是作为实用的测温元件，对它的要求却是多方面的。对它的要求却是多方面的。 （1 1）两种材料所组成的热电偶应输出较大）两种材料所组成的热电偶应输出较大的热电势，以得到较高的灵敏度，且要求热的热电势，以得到较高的灵敏度，且要求热电势和温度之间尽可能呈线性的函数关系。电势和温度之间尽可能呈线性的函数关系。 （2）能应用于较宽的温度范围，物理化学性）能应用于较宽的温度范围，物理

24、化学性能、热电特性都较稳定。即要求有较好的耐热能、热电特性都较稳定。即要求有较好的耐热性、抗氧性、抗还原、抗腐蚀等性能。性、抗氧性、抗还原、抗腐蚀等性能。 （3）要求热电偶材料有高导电率和低电阻温）要求热电偶材料有高导电率和低电阻温度系数。度系数。 （4）具有较好的工艺性能，便于成批生产。）具有较好的工艺性能，便于成批生产。具有满意的复现性，便于采用统一的分度表。具有满意的复现性，便于采用统一的分度表。 2. 标准化热电偶标准化热电偶（1）廉金属热电偶）廉金属热电偶 1）T型（铜康铜）热电偶型（铜康铜）热电偶 这是一种贱金属热电偶，测量精度高，稳定性好，低温时灵敏度高，这是一种贱金属热电偶，测

25、量精度高，稳定性好，低温时灵敏度高，价格低廉。价格低廉。 2）K型（镍铬镍铝或镍硅）热电偶型（镍铬镍铝或镍硅）热电偶 这是一种贱金属热电偶，它的特点是价格低廉，灵敏度高，复现性这是一种贱金属热电偶，它的特点是价格低廉，灵敏度高，复现性较好，高温下抗氧化能力强，是工业和实验室中大量采用的一种热电偶。较好，高温下抗氧化能力强，是工业和实验室中大量采用的一种热电偶。但在还原性介质或含硫化物气氛中易被侵蚀。但在还原性介质或含硫化物气氛中易被侵蚀。 3）E型（镍铬康铜）热电偶型（镍铬康铜）热电偶 这是一种贱金属热电偶，在以上几种热电偶中它的灵敏度最高，但这是一种贱金属热电偶，在以上几种热电偶中它的灵敏度

26、最高，但抗氧化及抗硫化物介质的能力较差，适于在中性或还原性气氛中使用。抗氧化及抗硫化物介质的能力较差，适于在中性或还原性气氛中使用。 4）J型（铁康铜）热电偶型（铁康铜）热电偶（2）贵金属热电偶）贵金属热电偶 1）S型（铂铑型（铂铑10铂）热电偶铂）热电偶 这是一种贵金属热电偶，它的特点是精度高，物理化学性能稳定，这是一种贵金属热电偶，它的特点是精度高，物理化学性能稳定，测温上限高，适于在氧化或中性气氛介质中使用。另外，它的热电势测温上限高，适于在氧化或中性气氛介质中使用。另外，它的热电势较小，灵敏度较低，价格昂贵。它不仅可用于工业和实验室测温，更较小，灵敏度较低，价格昂贵。它不仅可用于工业和

27、实验室测温，更为重要的是它可以保存为基准热电偶和传递为各级标准热电偶。为重要的是它可以保存为基准热电偶和传递为各级标准热电偶。 2）R型（铂铑型（铂铑13铂）热电偶铂）热电偶 3）B型（铂铑型（铂铑30铂铑铂铑6）热电偶）热电偶n这是一种贵金属热电偶，它的特点是测温上限短时可达1800，测量精度高，适于在氧化或中性气氛介质中使用。但不宜在还原气氛中使用，灵敏度较低，价格昂贵。3.非标准化热电偶非标准化热电偶 （1）钨铼系热电偶）钨铼系热电偶 （2）钨铱系热电偶）钨铱系热电偶 （3）其他非标准化热电偶）其他非标准化热电偶六六、热电偶的检定和误差分析、热电偶的检定和误差分析1. 1. 热电偶的检定

28、热电偶的检定u为了保证热电偶的测量精度，必须定期进行检定。为了保证热电偶的测量精度，必须定期进行检定。热电偶的检定方法有两种，热电偶的检定方法有两种，比较法比较法和和定点法定点法。u用被校热电偶和标准热电偶同时测量同一对象的用被校热电偶和标准热电偶同时测量同一对象的温度，然后比较两者示值，以确定被检电偶的基温度，然后比较两者示值，以确定被检电偶的基本误差等质量指标，这种方法称为本误差等质量指标，这种方法称为比较法比较法。2. 热电偶测温误差分析热电偶测温误差分析（1）分度误差）分度误差：指检定时产生的误差，其值不得超：指检定时产生的误差，其值不得超过允许误差。过允许误差。（2）冷端温度引起的误

29、差冷端温度引起的误差（3）补偿导线的误差补偿导线的误差：它是由于补偿导线的热电特：它是由于补偿导线的热电特性与所配热电偶不完全相同所造成的性与所配热电偶不完全相同所造成的（4）热交换所引起的误差热交换所引起的误差（5）测量线路和显示仪表的误差测量线路和显示仪表的误差（6）其他误差）其他误差3、热电偶的使用与安装、热电偶的使用与安装1. 使用注意事项使用注意事项2. 安装原则安装原则3.4.4 3.4.4 热电阻测温仪表热电阻测温仪表 WZP2-240/A级级3线线300/150mmE(0-300)隔爆热电阻隔爆热电阻 WZC-111/12*1000mm Cu50铜热电阻铜热电阻 WZPK2-1

30、03/B级级6*515mm(0-300)铂热电阻铂热电阻 导体或半导体的电阻率与温度有关，利用此特导体或半导体的电阻率与温度有关，利用此特性制成电阻温度感温件，它与测量电阻阻值的仪表性制成电阻温度感温件，它与测量电阻阻值的仪表配套组成电阻温度计。配套组成电阻温度计。 优点：测温准确度高，信号便于传送优点：测温准确度高，信号便于传送。 缺点：不能测太高的温度，需外部电源供电，缺点：不能测太高的温度，需外部电源供电，连接导线的电阻易受环境温度影响而产生测量误差。连接导线的电阻易受环境温度影响而产生测量误差。（1）测温原理）测温原理u热电阻是用金属导体或半导体材料制成的感温元件。热电阻是用金属导体或

31、半导体材料制成的感温元件。u铂热电阻和铜热电阻属国际电工委员会推荐的，也是铂热电阻和铜热电阻属国际电工委员会推荐的，也是我国国标化的热电阻。我国国标化的热电阻。 电阻温度系数：在某一温度间隔内，温度变化电阻温度系数：在某一温度间隔内，温度变化1 1 时的电阻相对变化量，单位为时的电阻相对变化量，单位为1/1/。0000()ttttR RRR t tR t 大多数金属热电阻随其温度升高而增加，当温度升高大多数金属热电阻随其温度升高而增加，当温度升高1时，其阻值约增加时，其阻值约增加0.4%0.6%，称具有正的电阻温度，称具有正的电阻温度系数。电阻值系数。电阻值Rt与温度与温度t（）的关系可表示为

32、）的关系可表示为Rt = R0（1 + At + Bt2 + Ct3） 式中式中 Rt 温度为温度为t时金属导体的电阻；时金属导体的电阻； R0 温度为温度为0时金属导体的电阻；时金属导体的电阻； A、B、C 与金属材料有关的常数。与金属材料有关的常数。 大多数半导体热敏电阻的阻值随温度升高而减小，当大多数半导体热敏电阻的阻值随温度升高而减小，当温度升高温度升高1时，其阻值约减小时，其阻值约减小3%6%，称具有负的电，称具有负的电阻温度系数。电阻值阻温度系数。电阻值RT与热力学温度与热力学温度T（K）的关系可）的关系可表示为表示为RT = RT0exp B (1/T)B (1/T0) 式中，式

33、中，RT0 热力学温度热力学温度T0（K）时的电阻值；）时的电阻值； B 与半导体材料有关的常数。与半导体材料有关的常数。 虽然大多数金属和半导体的电阻与温度之间都存在虽然大多数金属和半导体的电阻与温度之间都存在着一定的关系，但并不是所有的金属或半导体都能做成着一定的关系，但并不是所有的金属或半导体都能做成电阻温度计。用于测温的热电阻（或热敏电阻）应满足电阻温度计。用于测温的热电阻（或热敏电阻）应满足以下要求：以下要求： （1 1）电阻温度系数要大，以得到高敏感度；）电阻温度系数要大，以得到高敏感度； （2 2）在测温范围内化学与物理性能要稳定；）在测温范围内化学与物理性能要稳定； （3 3）

34、复现性要好；）复现性要好；（4 4）电阻率要大，以得到小体积的元件，进而保证热容）电阻率要大，以得到小体积的元件，进而保证热容量和热惯性小，使得对温度变化的响应比较快；量和热惯性小，使得对温度变化的响应比较快；（5 5）电阻温度特性尽可能接近线性，以便于分度和读数；）电阻温度特性尽可能接近线性，以便于分度和读数； （6 6）价格相对低廉。）价格相对低廉。 目前已被采用的电阻温度计具有如下特点：目前已被采用的电阻温度计具有如下特点：（1）在中低温范围内其精确度高于热电偶温度计；）在中低温范围内其精确度高于热电偶温度计；（2）灵敏度高，当温度升高）灵敏度高，当温度升高1时，大多数热电阻的阻值增时，

35、大多数热电阻的阻值增加加0.4%0.6%，半导体材料的阻值降低，半导体材料的阻值降低3%6%； （3）热电阻感温部分体积比热电偶的热接点大得多，因此）热电阻感温部分体积比热电偶的热接点大得多，因此不宜测量点温度与动态温度，半导体热敏电阻虽然体积较不宜测量点温度与动态温度，半导体热敏电阻虽然体积较小，但其稳定性和复现性却较差。小，但其稳定性和复现性却较差。 热电阻的电阻值与温度的关系特性有三种表热电阻的电阻值与温度的关系特性有三种表示方法：示方法： 作图法作图法 函数表示法函数表示法 列表法列表法（2）常用热电阻）常用热电阻 a a铂热电阻铂热电阻u特点：特点：精度高，稳定性好，性能可靠。在氧化

36、性的气精度高，稳定性好，性能可靠。在氧化性的气氛中，甚至在高温下的物理化学性质都非常稳定。它氛中，甚至在高温下的物理化学性质都非常稳定。它易于提纯，复现性好，有良好的工艺性，可以制成极易于提纯，复现性好，有良好的工艺性，可以制成极细的铂丝或极薄的铂箔。与其他热电阻材料相比，有细的铂丝或极薄的铂箔。与其他热电阻材料相比，有较高的电阻率。较高的电阻率。u缺点：缺点：电阻温度系数较小，在还原性气氛中，特别是电阻温度系数较小，在还原性气氛中，特别是在高温下易被沾污变脆，价格较贵。在高温下易被沾污变脆，价格较贵。 u在在200 0范围内，铂的电阻温度关系为范围内，铂的电阻温度关系为Rt = R0 1 +

37、 At + Bt2 + C( t100 )t3 u在在0 650范围内，其关系为范围内，其关系为Rt = R0 ( 1 + At + Bt2 ) 式中，式中，A、B、C 分度常数。分度常数。u铂的纯度用百度电阻比铂的纯度用百度电阻比W（100）表示，即）表示，即W（100）= R100 / R0式中，式中，R100 100时铂电阻值；时铂电阻值； R0 0时铂电阻值。时铂电阻值。uW（100）越高，则其纯度越高。）越高，则其纯度越高。 b铜热电阻铜热电阻u特点：特点：它的电阻值与温度的关系是线性的，电阻温度它的电阻值与温度的关系是线性的，电阻温度系数也比较大，而且材料易提纯，价格比较便宜，但系数也比较大，而且材料易提纯，价格比较便宜，但它的电阻率低，易于氧化。它的电阻率低，易于氧化。u在在50 150范围内，铜的电阻温度关系为范围内，铜的电阻温度关系为Rt = R0 ( 1 + t )式中，式中， 铜的电阻温度系数。铜的电阻温度系数。 某铜电阻在某铜电阻在20时的阻值时的阻值R2016.28，4.2510-3-1，求该热电阻在，求该热电阻在100时的阻时的