金属热电阻传感器原理及应用：测量精度高，性能稳定，应用于工业测温

热电阻是电阻值随温度变化的一种温度检测元件。它的测温原理是基于导体或半导体的电阻值随着温度的变化而变化的特性。

热电阻是中低温区Z常用的一种温度检测器，适用范围-200℃~500℃。 它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量准确度是Z高 的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。热电阻大都由纯 金属材料制成，目前应用Z多的是铂和铜，此外，现在已开始采用镍、锰和铑 等材料制造热电阻。

由于铂电阻物理、化学性能在高温和氧化性介质中很稳定，所以在工业、 仪器仪表等领域都受到广泛的应用。铂电阻温度计在-256.34℃~630.74℃ 温域内，可作基准温度器用。

在测量精度不太高，测温范围不大的情况下，可以采用铜电阻来代替铂电 阻，这样可以降低成本，同时也能达到精度要求。

上述两种热电阻对于低温和超低温测量性能不理想，而铟、锰、碳等热电 阻材料却是测量低温和超低温的理想材料。

1. 铟电阻

用 99.999 %高纯度的铟丝绕成电阻，可在室温至4.2 K 温度范围内使用。 实验证明，在4.2～15K 温度范围内，铟电阻灵敏度比铂电阻高10倍；其缺点是材料软，复制性差。

2. 锰电阻

锰电阻在2～63 K 温度范围内，电阻随温度变化大，灵敏度高；缺点是材 料脆，难拉成丝。

3. 碳电阻

碳电阻适用于液氦温域的温度测量，其价格低廉，对磁场不敏感，但热稳 定性较差。

采用热电阻作为测温元件时，是将温度的变化转化为电阻的变化，图3-6 给出了金属热电阻测温的原理框图。

测温元件在工业测量中多采用两线制和三线制接法，在实验室多采用四线 制接法。两线制接法如图3-7 (a) 所示，热电阻传感器的感温元件用两根引出线，引出线的电阻值越小越好。在可能情况下应尽量采用三线制接法，接法 如 图 3 - 7(b) 所示，两条引线电阻分别加到电桥的相邻桥臂，当温度变化 时，只要它们的长度和电阻温度系数相等，它们的电阻变化就不会影响电桥的 状态，但零位调节电阻R₃ 的触点的接触电阻和电桥臂的电阻相连，可能导致 电桥的零点不稳。