第三章 温度测量-2014

第3章

温度测量及仪表本章主要内容膨胀式温度计测温热电偶测温热电阻测温温标非接触测量接触测量温度传感器是实现温度检测和控制的重要器件。在种类繁多的传感器中，温度传感器是应用最广泛、发展最快的传感器之一。温度是与人类生活息息相关的物理量。在2000多年前，就开始为检测温度进行了各种努力，并开始使用温度传感器检测温度。人类社会中，工业、农业、商业、科研、国防、医学及环保等部门都与温度有着密切的关系。工业生产自动化流程,温度测量点要占全部测量点的一半左右。温度是反映物体冷热状态的物理参数。因此，人类离不开温度，当然也离不开温度传感器。温度计物质（水银，铂电阻）特性（体积膨胀，阻值）基准点刻度温标温度的测量方法第1节温度测量概述什么是温标？衡量温度的标准尺度。譬如规定什么样的温度是150℃，什么样的温度是200℃一、温标国际普遍使用的温标有四种：热力学温标、国际实用温标、摄氏温标、华氏温标。温标三要素：固定点、温度计、内插方程1.摄氏温标定义水银体膨胀是线性水银为测量物质标准大气压下纯水的冰点是0摄氏度，沸点为100摄氏度，而将汞柱在这两点间等分为100格，每等分格为1摄氏度，标记为℃。1742年瑞典天文学家摄尔修斯(A.Celsuis)2.华氏温标定义以水银为测温介质，制成玻璃棒水银温度计。规定水的沸点为212度，冰点温度为32度，中间等分为180份，每一份为1度，记作℉，称为华氏温标。1714年德国物理学家法伦海脱（Fahrenheit）1848年开尔文提出的3、热力学温标以热力学第二定律为基础，建立温度仅与热量有关，而与物质性质无关的热力学温标，又称开尔文温标，用符号T表示，单位是开尔文（K）。它是国际基本单位之一。如果式中再规定一个条件，就可以通过卡诺循环中的传热量来完全地确定温标。1954年，国际计量会议选定水的三相点为273.16K，这样热力学温标就完全确定了，即T1=273.16(Q1/Q0)由卡诺定理可知，如果在温度T1的高温热源与温度为T0的低温热源之间实现了卡诺循环，则存在下列关系式Q1——卡诺热机从高温热源的吸热量Q0——卡诺热机向低温热源的放热量T0T1卡诺热机Q0Q1假设一标准热源热力学温度为100K，热力学温标如何规定300K的温度？

以标准热源作为低温热源，另一热源作为高温热源，让一卡诺热机在两热源之间运转，如果从高温热源吸收的热量Q1与向标准热源放出的热量Q0之比等于3

，那么高温热源温度等于300K现实中热力学温标是应用理想气体特性来实现的。理想气体的P、V、T之间的关系式为：以水的三相点作为参考点，这样可根据气体压力变化测温（气体定容温度计）绝对(K)摄氏(℃)

华氏(℉)100373.150.01273.160273.15-17.80-273.1521237.8100032-459.67冰点水三相点盐水冰点发烧水沸点4.国际温标三个基本条件尽可能与热力学温标一致复现精度高，各国都能准确地复现同一温标规定复现温标的温度计使用方便，性能稳定基本内容确定一些可复现的平衡态的给定温度值（定义固定点）在这些温度点上分度有关计量的标准仪器（内插仪器）确定各定义固定点温度间的内插公式国际温标ITS-90指导思想:应尽量与热力学温标接近，温度的复现性要好。内容定义了固定点，共有17个规定不同温区内的标准仪器建立标准仪器示值与国际温标之间的插补公式国际温标低温高温-38.8344℃汞三相点0.01℃水三相点29.7646℃镓熔点156.9585℃铟凝固点231.928℃锡凝固点100℃标准内插仪器+内插公式在29.7646K~156.9585℃之间用铂电阻作标准内插温度计，某一温度Tx=f(Rx)，f:内插公式，Rx：电阻值

国际温标指出，热力学温度为基本物理量，规定水的三相点温度为273.16K

，1k的大小为水的三相点热力学温度的1/273.16，由于摄氏温标将冰点定义为0℃，而冰点比水的三相点低0.01k，那么冰点温度为273.15k，即:℃特性与温度之间的关系要适中，并容易检测和处理，且随温度呈线性变化；除温度以外，特性对其它物理量的灵敏度要低；特性随时间变化要小；重复性好，没有滞后和老化；灵敏度高，坚固耐用，体积小，对检测对象的影响要小；机械性能好，耐化学腐蚀，耐热性能好；能大批量生产，价格便宜；无危险性，无公害等。.温度传感器应满足的条件二、温度仪表分类与选择玻璃管液体温度计固体膨胀式温度计压力式温度计膨胀式温度计测温热电偶测温热电阻测温接触法非接触法测温方法温度测量方法的分类光学高温计光电高温计比色高温计红外温度计全辐射高温计优点：直观、可靠。测温准确度高缺点：存在负载效应，反应速度慢受到测量条件的限制，不能充分接触，使检测元件温度与被测对象温度不一致热量传递需要一定时间造成测温滞后现象。（动态误差）1．接触法测温：敏感元件直接与被测对象接触，通过传导或对流达到热平衡，反映被测对象的温度2、非接触法测温：利用物体的热辐射能随温度变化的原理测温的方法。检测部分与被测对象不直接接触优点：不破坏原有温度场。通常用来测量1000℃以上的移动、旋转或反映迅速的高温物体。缺点：准确度较差，20℃左右，可以高达5℃防爆热电阻温度传感器室外温度传感器装配式热电偶第2节膨胀式温度计测温敏感元件在温度变化后尺寸或体积发生变化，采取一些简便方法，测出它的尺寸或体积变化的大小。分类：液体膨胀式、固体膨胀式、压力式（一）工作原理利用玻璃管内液体的体积随温度的升高而膨胀的原理组成：液体存储器、毛细管、标尺、安全泡四部分液体可为：水银、酒精、甲苯等。当温度超过300℃时，应采用硅硼玻璃，500℃以上要采用石英玻璃一、玻璃管液体温度计4（二）结构与类型

利用水银的热胀冷缩和水银的导电性。功能：（1）指示温度（2）恒温自动控制﹡棒式玻璃温度计﹡内标式玻璃温度计﹡外标式玻璃温度计﹡电接点式温度计1-磁钢2-指示铁3-螺旋杆4-钨丝引出端5-钨丝6-水银柱7-钨丝接点8-调节控制温度值的铁心9-引出接线柱电接点式液体温度计玻璃式温度计按使用时浸没方式：全浸式：使用时要求温度计插入被测介质的深度应当接近液柱顶端弯月面所指示的位置。特点：受环境温度影响很小，测量精度较高。一般标准温度计和精密温度计都是全浸式局浸式：使用时要求将温度计插入到温度计的局浸线或温度计本身所标志的固定的浸没位置。特点：液柱大部分露点于被测介质之上，受环境温度影响较大，精度低于全浸式全浸式液柱应全部浸入被测介质中。若只有部分液柱被浸没时，应对指示值进行修正：

某水银温度测量水温为90℃，插入处刻度为10℃，环境温度为10℃，则测量误差为1.024℃n:露出液体部分所占的刻度数，:工作液体对玻璃的相对体膨胀系数（汞0.00016，酒精0.000103），t:温度计的示值，ta:露出液柱部分所处的环境温度局浸式若外露部分的环境温度与分度规定的条件温度不同时，应对指示值进行如下修正：

某水银温度测量水温为90℃，插入处刻度为10℃，环境温度为10℃，分度时空气温度为20℃，则测量误差为0.128℃t’:分度条件下外露部分空气温度玻璃管液体温度计使用注意事项温度计与被测介质应接触足够长的时间，以使温度计与被测介质达到热平衡。读数时，视线应与标尽垂直，并与液柱于同一水平面上，手持温度计顶端的小耳环，不可触摸标尺。（三）．误差分析玻璃材料有较大的热滞后效应温度计插入深度不够将引起误差非线性误差工作液的迟滞性读数误差二、固体膨胀式温度计工作原理

主要指双金属温度计，利用两种线膨胀系数不同的金属片牢固地结合在一起制成特点：抗震性能好，坚固，结构简单、可靠，但精度较低（1～2.5级）可作温度继电控制、极值温度控制信号固定端自由端双金属温度计三、压力式温度计（一）工作原理与结构形式1.原理

压力式温度计是利用密封系统中测温物质的压力随温度变化来测温2.分类按所充物质相态分：充气式、冲液式、蒸发式按功能分：指示式、记录式、报警式和温度调节式等3.组成

温包、毛细管、感压元件（弹簧管、波纹管等）（二）使用方法与特点对毛细管采取保护措施，防止损坏；注意安装方式与位置对精度的影响。特点：结构简单，价格便宜，读数方便清晰，信号可以远传。防爆性、抗震性好。准确度不高，示值滞后时间长，毛细管易损坏第3节热电偶测温1.热电效应：将两种不同材料的导体组成一个闭合回路，如果两端点的温度不同，则回路中将产生一定大小的电流，这个电流的大小同材料的性质以及接点温度有关，上述现象称为热电效应。这个现象是1821年Seebeck发现的故又称为塞贝克效应。BTAT0一、热电偶的工作原理2.接触电势：当两种不同的导体接触时，由于两者有不同的电子密度而产生的电势。

珀尔贴电势接触电动势

EAB(T)+ABT-温差电动势汤姆逊温差电势3.温差电势（汤姆逊温差电势）E(T,To)一一一高温低温如果T0=const，则EAB=f(T)热电偶回路中总热电势BEAB(T)EA（T,T0）EB（T

,T0）AEAB(T0)从以上式子可以得到如下结论：热电偶回路热电势的大小只与组成热电偶的材料和材料两端连接点所处的温度有关，与热电偶丝的直径、长度及沿程温度分布无关只有用两种不同性质的材料才能组成热电偶，相同材料组成的闭合回路不会产生热电势。热电偶的两个热电极材料确定之后，热电势的大小只与热电偶两端接点的温度有关。如果T0已知且恒定，则f(T)为常数，回路总热电势EAB(T,T0)只是温度T的单值函数。工程上所使用的各种类型的热电偶均把E(t)和t的关系制成易于查找的表格形式，这种表格称为热电偶的分度表。（一）热电偶均质导体定律检验热电偶丝的均匀性由均质定律知：如果由两种均质导体组成的热电偶，其热电势仅与两接点的温度有关，与热电极的中间温度分布无关由同一均质导体（电子密度处处相等）组成的闭合回路中，不论导体的截面、长度以及温度分布如何，均不产生热电势。二、热电偶的基本定律（二）中间导体定律在热电偶回路中接入第三导体，只要与第三种导体相连接的两端温度相同，接入第三种导体后，对热电偶回路中的总热电势没有影响。T0TACBT0作用：1）热电偶闭合回路接测量仪表、导线的理论依据2）可采用开路热电偶测量金属壁面的温度T热电偶热端开路测温例1ABCDEFT1T1T1T1T2T2六种不同的导体组成如图回路，写出回路中总的热电势？EBD（T1,T2）（三）中间温度定律BBATNTT0

AAB热电偶在两接点温度为T、T0时热电势等于该热电偶在两接点温度分别为T、TN和TN、T0时相应热电势的代数和。结论：已知热电偶在某一冷端温度下进行分度，只要引入适当的修正就可在另一冷端温度下使用。（四）参考电极定律两导体A、B分别与参考电极C（或标准电极）组成热电偶。若和已知，那么，A与B两个电极配对后组成热电偶的热电势为例2

热电偶分度表中冷端温度为0℃，在实际测量中若热电偶的冷端温度为20℃，则可应用中间温度定律进行计算。例3

用铂铑10-铂热电偶测温，冷端温度为25℃，输出电势为0.668mV，试求被测对象的温度。查表得被测温度为122℃。测量端温度(℃)0102030405060708090热电动势(mV)00.0000.0550.1330.1730.2350.2990.3650.4320.5020.5731000.6450.7190.7950.8720.9501.0291.1091.1901.2731.3562001.4401.5251.6111.6981.7851.8731.9622.0512.1412.2323002.3232.4142.5062.5992.6922.7862.8802.9743.0693.1644003.2603.3563.4523.5493.6453.7433.8403.9384.0364.1355004.2344.3334.4324.5324.6324.7324.8324.9335.0345.1356005.2375.3395.4425.5445.6485.7515.8555.9606.0646.1697006.2746.3806.4866.5926.6996.8056.9137.0207.1287.2368007.3457.4547.5637.6727.7827.8928.0038.1148.02258.3369008.4488.5608.6738.7868.8999.0129.1269.2409.3559.47010009.5859.7009.8169.93210.04810.16510.28210.40010.51710.635110010.74510.87210.99111.11011.22911.34811.46711.58711.70711.827120011.94712.06712.18812.30812.42912.55012.67112.79212.91313.034130013.15513.27613.39713.51913.64013.76113.88314.00414.12514.247140014.36814.49814.91014.73114.85214.97315.09415.21515.33615.456150015.57615.69715.81715.93715.05713.17616.29616.41516.53416.653160016.77116.89017.00817.12517.24317.36017.47717.59417.71117.826170017.94218.05618.17018.28218.39418.50418.612———铂铑10—铂热电偶分度表（冷端温度为0℃）

热电极材料的基本要求热电势足够大，测量范围宽，线性好热电特性稳定，测温范围内长期使用后热电势不产生变化物理、化学性能稳定，不易氧化、变形和腐蚀电阻温度系数小，电阻率小机械性能好，复现性好价格低廉三、热电偶的分类及结构形式（一）热电偶的分类国际电工委员会（ICE）对热电偶公认性能比较好的材料制定了统一的标准，ICE推荐的标准化热电偶7种。名称分度号名称分度号名称分度号铂铑10-铂S镍铬-镍硅K铁-康铜J铂铑13-铂R铜-康铜T镍铬硅-镍硅N铂铑30-铂铑6B镍铬-康铜E1.

标准化热电偶（1）廉金属热电偶

1）T型（铜－康铜）热电偶（-200～350℃）

2）K型（镍铬－镍硅）热电偶（-200～1100℃）

3）E型（镍铬－康铜）热电偶（-200～800℃）灵敏度最高

4）J型（铁－康铜）热电偶（-200～750℃）

5）N型（镍铬硅－镍硅）（-200～1300℃）在整个温度范围内，有替代品廉金属热电偶和部分取代S型热电偶趋势（2）贵金属热电偶

1）S型（铂铑10－铂）热电偶（0～1600℃）

准确度最高，用于中温区温度量值传递

2）R型（铂铑13－铂）热电偶（0～1600℃）

3）B型（铂铑30－铂铑6）热电偶（0～1800℃）

抗污染能力和机械强度高，稳定性差，0~100℃不需冷端补偿测量端温度(℃)0102030405060708090热电动势(mV)00.0000.3970.7981.2031.6112.0222.4362.8503.2663.6811004.0954.5084.9195.3275.7336.1376.5396.9397.3387.7372008.1378.5378.9389.3419.74510.15110.56010.96911.38111.79330012.20712.62313.03913.45613.87414.29214.71215.13215.55215.97440016.39516.81817.24117.66418.08818.51318.93819.36319.78820.21450020.64021.06621.49321.91923.34622.77223.19823.62424.05024.47660024.90225.32725.75126.17626.59927.02227.44527.86728.28828.70970029.12829.54729.96530.38330.79931.21431.62932.04232.45532.86680033.27733.68634.09534.50234.90935.31435.71836.12136.52436.92590037.32537.72438.12238.51938.91539.31039.70340.09640.48840.897100041.26441.65742.04542.43242.81743.20243.58543.96844.34944.720110045.10845.48645.86346.23846.61249.98547.35647.72648.09549.162120048.82849.19249.55549.91650.27650.66350.99051.34451.69752.040130052.39852.74753.09353.43953.78254.12554.46654.807——

镍铬—镍硅热电偶分度表（冷端温度为0℃）

2.非标准化热电偶

（1）钨－铼系热电偶（2）钨－铱系热电偶（3）其他非标准化热电偶3.非金属热电偶

石墨-碳化钛热电偶、碳化硼-石墨热电偶等，其优点：1）热电势随温度的变化率大大超过金属热电偶2）熔点高，熔点温度以下性能稳定，有可能研制出超过金属热电偶测温范围的热电偶材料3）物理化学性能稳定，可在极恶劣环境下工作4）价格低廉，资源丰富缺点：制造中往往采用加入粉末冶金方法，引入杂质，使其热电特性不稳定，复现差。机械强度低（二）热电偶的结构类型1.普通热电偶结构：热电极、绝缘套管、接线盒、保护套管普通热电偶结构示意图1-接线盒2-保险套管3-绝缘套管4-热电偶丝1234两个热电极热电偶接点2.铠装热电偶制作：将热电偶丝与绝缘材料一起紧压在金属保护套管中，三者经组合加工成可弯曲的坚实组合体特点：小型化，热容量小，机械性能好，可挠性好，耐高压，耐振动，耐冲击，寿命长，可用于高压装置及狭窄管道处测温(a)(b)(c)(d)132铠装热电偶断面结构示意图1-金属套管2-绝缘材料

3-热电极

(a)-碰底型(b)-不碰底型

(c)-露头型(d)-帽型铠装热电偶图型

WRTK2-434/ⅡΦ8*1000mm

铠装固定卡套法兰热电偶

WRSK-143/ⅡΦ6*1000mmGh3030

铠装防爆热电偶

WRNK-332/ⅠΦ4*1000mmGh2520

铠装可动卡套螺纹热电偶3.薄膜式热电偶制作：用真空镀膜法将热电极沉积在绝热基板上制成的热电偶特点：测量端热容量小，反应时间小，可测量瞬变的表面温度和微小面积上的温度。4123薄膜热电偶示意图1-热电极

2-热接点

3-绝缘基板

4-引出线

4．快速消耗微型热电偶一种测量钢水温度的热电偶。它是用直径为0.05～0.lmm的铂铑10-铂和铂铑30-铂铑6的热电偶装在U型石英管中，再铸以高温绝缘水泥，外面再用保护钢帽所组成。这种热电偶使用一次就烧毁，但它的优点是热容量小，结果可靠、准确度较高。1423567891110快速消耗微型1-钢帽2-石英3-纸环4-绝热水泥5-冷端6-棉花7-绝缘纸管8-补偿导线9-套管10-塑料插座11-簧片与引出线四、热电偶测温系统热电偶参考端的温度处理热电偶的校准和误差热电偶的选择、安装热电偶测温线路1、补偿导线（一）参考端的温度处理锅炉mVTT0T0贵ABT0锅炉mVTT0参考点温度不易保证补偿导线锅炉mVTT0’T0’T0T0将热电偶全用补偿导线代替行吗？补偿导线性能

在一定温度范围和误差范围内与热电偶的热电性能相同作用

使热电偶冷端远离热源注意

两个接点温度不能超过规定温度两个接点温度应当相同。否则，由于热电偶与补偿导线的热电特性并不完全相同，可能会引起较大的测量误差。正负极不能接反补偿导线按补偿原理分类延伸型

补偿导线材质与所配用热电偶的热电极化学成分相同。特点：在很宽使用温度范围内保持高精度，但价格高补偿型

补偿导线材质与所配用热电偶的热电极化学成分不同。特点：只能在一定的温度范围内与热电偶的热电性能一致，不能在较宽温度范围内保持高精度，误差随使用温度而变化，价格便宜。

如果在T0~T0’范围内，某对廉价导线的热电性能与贵金属热电偶相同，则可以用这对导线代替从T0’点到T0点一段的热电偶线，而不影响热电偶的热电势值，同时降低热电偶测量成本。T1ABT2T2A’B’T0T0E热电偶补偿导线接线图2.冷端恒温法冰点法

精度高，多用于实验室冷端恒温器

工业使用

mVABA’B’TCC’仪表铜导线试管补偿导线热电偶冰点槽冰水溶液T03.计算修正法（热电势修正法）原理TT0TNABBA例：用镍铬-镍硅热电偶测温，冷端Tn=25℃，EAB(T,Tn)=40.347mV，求被测对象的实际温度。由分度表知：EAB(25,0)=1mV

EAB(T,0)=40.347+1.00mV＝41.347mV由分度表知，T＝1002℃4.补偿电桥法利用不平衡电桥产生电势V来补偿冷端温度变化而引起热电势的变化

补偿电桥法具体实现方法R1=R2=R3=1Ω，与温度无关环境温度为20℃时，RCu=1Ω，Vab=0，电桥平衡。环境温度不为20℃，电桥失去平衡，产生电压Vab与E(T0,20)相等，叠加补偿电桥又叫毫伏发生器使用时，显示仪表零点为20℃。

补偿电桥法5.调节仪表机械零点法当热电偶与动圈仪表配套使用时，如果冷端相对恒定，测量精度要求不高，可将仪表的机械零点调到热电偶冷端温度Tn，这就相当于在输入电势之前，就有一个补偿电势EAB(Tn，0℃)，则（二）热电偶误差及校验热电偶分度误差补偿导线的误差冷端温度变化引起的误差热交换所引起的误差测量线路和显示仪表的误差热电极变质产生的误差绝缘不良引起的误差1、热电偶测量误差2、热电偶的校验热电偶使用一段时间后，由于热电偶的高温挥发、氧化、腐蚀和污染、晶粒组织变化等原因，使热电特性发生变化。这样使用中会产生测量误差。为保证热电偶的测量精度，必须定期进行校准。校验是用标准热电偶与被校验热电偶装在同一校验炉内恒温器中进行对比，误差超过规定允许值为不合格。下图为热电偶校验装置示意图，最佳校验方法可由查阅有关标准获得。78564321稳压电源220V热电偶校验图1-调压变压器2-管式电炉3-标准热电偶4-被校热电偶5-冰瓶6-切换开关7-测试仪表8-试管热电偶分度号校验温度/℃热电偶允许偏差/℃温度偏差温度偏差S600，800，1000，12000～600±2.4>600占所测热电势的±0.4%K400，600，800，10000～400±4>400占所测热电势的±0.75%E300，400，500，6000～300±4>300占所测热电势的±1%工业热电偶允许偏差热电偶的校验注意事项用调压器调节电炉的加热温度时，应使其稳定在校验温度点±10℃范围内，读取热电势数值过程中，炉温变化不得超过0.2℃，每个校验温度点读数不得少于4次冰点槽内必须是均匀的纯净冰水混合物，保持0℃；热电偶参考端必须插入冰点槽中部，且相互绝缘。同时被校验多支热电偶时，读数顺序是标准热电偶→被检1→被检2→…→被检n，被检n→…→被检2→被检1→标准热电偶（三）热电偶的制作、选择及安装焊法注意避免氧化（测量端不能直接接触火焰）避免折出死弯1、热电偶的制作2、

热电偶的选择

热电偶的选用应该根据被测介质的温度、压力、介质性质、测温时间长短来选择热电偶和保护套管。3、

热电偶的安装热电偶与被测介质逆流热电偶安装在管道中流速最大的地方插入深度测量细管道（<80mm）内流体温度时，应接扩大管或选择适合位置

（四）热电偶测温线路典型连接与冷端温度补偿器连接与自动电子电位差计连接用于多点温度测量热电偶并联热电偶串联正向串联反向串联连接时就注意：热电偶冷端和补偿导线接点的两个端子必须保持在同一温度上工业用热电偶测温的基本线路1-热电偶2-补偿导线3-恒温器或补偿电桥4-铜导线5-显示仪表热电偶并联可以测量温场的平均温度获得较大的热电势输出和提高灵敏度热电偶反向串联测量两点温差第4节电阻温度计WZP2-240/A级3线300/150mmE(0-300℃)隔爆热电阻

WZC-111/Φ12*1000mmCu50铜热电阻

WZPK2-103/B级Φ6*515mm(0-300℃)铂热电阻

本节主要内容热电阻的类型热电阻测温电路三种测温方法比较热电阻测温原理一、热电阻测温原理

利用导体或半导体的电阻值随温度不同而变化的特性进行温度测量，因而可以通过测量电阻值来推算温度。TRt铂电阻热敏电阻电阻温度系数：在某一温度间隔内，温度变化1℃时的电阻相对变化量，单位为1/℃。

平均电阻温度系数金属导体电阻温度系数一般为正值

纯金属一般为0.38~0.68%，金属纯度越高，其电阻温度系数越大半导体材料的电阻温度系数有负值和正值

电阻温度系数电阻比：直接表征热电阻材料的纯度及某些内在特性。

电阻比金属导体纯度越高，电阻比越大。金属与半导体作为测温元件要具备的条件电阻温度系数α大且稳定电阻率大电阻与温度有单值函数关系，最好是线性关系复现性好，价格便宜，工艺性好热电阻温度计的特点优点工业上广泛用于测量-200~850℃内温度，性价比高中、低温稳定性好，准确度高，且不需要冷端补偿，信号便于远传与热电偶相比，同样温度下，灵敏度高，输出信号大，易于测量标准铂电阻温度计准确度最高缺点不适于测量高温物体，有自热现象不同各类的热电阻温度计个体差异较大二、热电阻的类型金属热电阻铂热电阻

铜热电阻镍热电阻半导体热敏电阻热电阻的结构1、铂热电阻特点：准确度高，稳定性好、性能可靠、有较高电阻率，阻值与温度的关系近似线性，是目前测温复现性最好的一种。但价格较贵使用范围：-200～850℃，在ITS90温标中规定平衡氢三相点13.8K到银凝固点1234.93K内插仪器是标准铂电阻温度计。标准铂热电阻纯度：ITS90规定至少满足下列两个条件之一：W(29.7646℃)≥1.11807W(-38.8344℃)≤0.844235用到银凝固点的温度计必须满足条件

W(961.78℃)≥4.2844阻值与温度特性方程规格型号：标准或实验：Pt10、Pt30

工业：Pt50、Pt100、Pt300分度号Pt10：热电阻材料是铂，0℃时阻值为10Ω工业用铂电阻温度计的技术指标结构：铂电阻2、铜热电阻（WZC）特点：线性度高、电阻温度系数高、价格便宜、电阻率低、易氧化，不适于在腐蚀介质或高温下工作。使用范围：-50～150℃电阻值与温度关系标准化热电阻：Cu50、Cu100铜电阻温度计的技术指标铜电阻3、镍热电阻特点：电阻温度系数较铂电阻大，多用于温度变化范围小，灵敏度要求高的场合。使用范围：-50～300℃电阻值与温度关系已规定为标准化热电阻，但未制定出相应的标准分度表。4、半导体热敏电阻特点：电阻温度系数比金属的高，灵敏度比金属热电阻大1～2数量级电阻率远比金属材料大得多，体积小热惯性小，可测量点温或动态温度价格便宜但同种热敏电阻的电阻温度特性分散性大，非线性严重，互换性差，稳定性差，精度低使用范围：-50~350℃（除高温热敏电阻外，不能用于350℃以上的高温测量）电阻值与温度关系热敏电阻的结构热敏电阻主要由热敏探头、引线、壳体构成1．正温度系数热敏电阻（PTC）

电阻值随温度升高而增大的电阻器，简称PTC热敏阻器。主要用于彩电消磁、家用空调、电取暖器、各种电器的过热保护等2．负温度系数热敏电阻（NTC）

电阻值随温度升高而下降的热敏电阻器简称NTC热敏电阻器。适用于-100～300℃之间温度测量，如电子体温计、手机电池及充电器、汽车电子温控电路等3．突变型负温度系数热敏电阻（CTR）

该类电阻器的电阻值在某特定温度范围内随温度升高而降低3～4个数量级，即具有很大负温度系数。主要用作温度开关热敏电阻的分类

1234铂丝40601201600100101102103104105106RT/Ω温度T/ºC热敏电阻的电阻--温度特性曲线1-NTC；2-CTR；3-4PTCNSP功率型NTC热敏电阻器

CWF型NTC精密温度传感器

MF11型NTC热敏电阻器

温度传感器

5、特殊热电阻铠装热电阻（-200～600℃）外径尺寸小，响应速度快抗震，可挠，使用方便，可安装于结构复杂部位使用寿命长薄膜铂热电阻（-50～600℃）厚膜铂热电阻三、热电阻测温电路分类：平衡电桥

不平衡电桥二线制三线制二线制三线制四线制二线制引线连接图电源电压和稳定性一般不影响测量结果如果不计导线电阻随温度的变化，Rt与R１触点位置成线性关系连接导线的电阻随温度变化引起测量误差1、二线制二线制等效原理示意图平衡电桥法２、三线制三线制引线连接图三线制等效原理示意图电源电压和稳定性一般不影响测量结果连接导线的电阻随温度变化引起测量误差被削弱当RA＝RB，则R1＝Rt３、四线制四线制等效原理图通过两次测量能完全消除引线电阻对测量的影响主要用于高准确度的温度检测引线必须从热电阻感温元件根部引出，不能从接线端引出不平衡电桥法IRW2RW1RtdIR1R2R3abc二线制桥路等效内阻工作原理被测温度为下限值tmin（相应Rt＝Rmin）时，电桥处于平衡状态，检流计电流Iy=0。当温度升高时，电桥平衡破坏，Iy≠0。根据Iy的大小来判断被测温度值。IRW2RW1RtdIR1R2R3abc不平衡电桥法IRW2RW1RtdIR1R2R3abc二线制连续自动显示，结构简单，价格便宜Rt与I成非线性关系电源电压的稳定性对测量结果有影响，应该使用稳压电源连接导线电阻随温度变化会引起测量误差，三线接法可以削弱不平衡电桥三线制原理图四、热电阻的校验1、比较法2、两点法

只需要冰点槽和水沸点槽，分别测得R0和R100，检查R0值和R100/R0的比值是否满足技术数据指标。热电阻的选择与误差热电阻的选择原则温度测量范围要求测量的准确度测温环境成本热电阻的误差线