金屬電阻溫度計

金屬電阻溫度計廣泛用于測量-200～850℃范圍內溫度，在特殊情況下，低溫可測至lK左右，高溫可測到1000℃。

由熱電阻（感溫部件）、連接導線及電阻測量儀表（顯示儀表）組成。它的測量精度高，實用溫標630．74℃以下的溫標內插就是采用標準鉑電阻溫度計復現的。由于熱電阻輸出的是電阻信號，所以熱電阻溫度計與熱電偶溫度計一樣，也便于遠距離顯示或傳送信號。冶金廠中，500℃以下溫度測點，一般多采用熱電阻溫度計測量。

熱電阻溫度計的缺點是感溫部件，熱電阻體積較大，因此熱容量較大，動態特性不如熱電偶溫度計。

溫度原理

是基于金屬導體或半導體電阻值與本身溫度呈一定函數關系的原理實現溫度測量的。實驗證明，大多數金屬電阻當溫度上升1℃時，其電阻值增大0.4％-0.6％；而半導體電阻當溫度上升l℃時，電阻值下降3％～6％。   

金屬導體電阻與溫度的關系一般可表示為：

    R_t =R_to[1+a（t-t_o）]   

式中R_t——溫度為t時的電阻值；

R_to——溫度為h時的電阻值；

a——電阻溫度系數，即溫度每升高l℃時的電阻相對變化量。

由于一般金屬材料的電阻與溫度關系并非線性，故a值也隨溫度而變化，并非常數。金屬或半導體的電阻．溫度函數關系一旦確定之后，就可以通過測量置于測溫對象之中并與測溫對象達到熱平衡的熱電阻的阻值而求得對象的溫度。

熱電阻是基于金屬（或半導體）的電阻值隨溫度變化而變化的性質制成的感溫元件。但并不是說所有金屬都能制造工業上有實用價值的熱電阻，固為工業上對用來制造熱電阻的金屬絲材料有嚴格的要求：

（1）電阻溫度系數大，即靈敏度高；

（2）物理化學性質穩定，能長時期適應較惡劣的測溫環境；

（3）電阻率要大，以使電阻體積較小，減小測溫的熱慣性；   

（4）電阻．溫度關系近于線性關系；

（5）價格低廉、便于復制。

根據感溫元件的材質，熱電阻可分為金屬熱電阻和半導體熱電阻兩大類，金屬熱電阻有銅、鉑、鎳、鐵等，目前工業上廣泛應用的是鉑電阻和銅電阻，并已列入標準化生產。半導體熱電阻有鍺和熱敏電阻等。按準確度等級可分為標準電阻溫度計和工業電阻溫度計。

鉑熱電阻

鉑是一種制造熱電阻比較理想的材科，它易于提純，在氧化性介質中具有很高的穩定性和良好的復制性。電阻與溫度變化關系近似線性，并具有較高的測量精度。但在高溫下，易受還原性介質損傷，質地變脆。鉑熱電阻由純鉑電阻絲繞制而成，其使用溫度范圍為-200—850℃。

銅熱電阻

銅熱電阻一般用于-50～l50℃的測溫范圍，其優點是電阻溫度系數大，電阻值與溫度基本呈線性關系，價格便宜。缺點是易氧化，所以只能用于不超過l50℃溫度且無腐蝕性的介質中。銅的電阻率小，因此電阻體積較大，動態特性較差。

熱電阻的結構

金屬熱電阻感溫件一般由電阻體、引線、絕緣子、保護套管及接線盤盒組成，其外形與熱電偶感溫件相似。熱電阻通常也有普通型和鎧裝型等結構形式。

普通型熱電阻

普通型熱電阻，電阻體是用熱電阻絲繞制在絕緣骨槊上制成的。一般工業用熱電阻絲。鉑絲多為直徑0.07mm裸線；銅絲多為直徑0．1mm漆包線或絲包線。為消除繞制電感，通常采用雙線并繞（亦稱無感繞制）。這樣，當線圈中通過變化的電流時，由于并繞的兩導線電流方向相反，磁通互相抵消，消除了電感。電阻絲繞完之后應經遇火處理，以消除內應力對電阻溫度特性的影響。

    引線的作用是將熱電阻體線端引至接線盒，以便與外部導線及顯示儀表連接。引線的直徑較粗，一般約為1mm，以減小附加測量誤差。引線材料與電阻絲相同，或者與電阻絲的接觸電勢較小，以免產生附加熱電勢。為了節約成本，工業用鉑熱電阻一般用銀做引線，而標準或實驗室用鉑熱電阻采用直徑為0.3mm的鉑絲作引線，銅電阻常用鍍銀銅絲作引線。

    絕緣子套在引線上，以防止引線之間及引線與保護套管之間短路。絕緣于材料的選用是根據使用溫度范圍來確定的。工業用熱電阻一般采用圓柱形雙孔絕緣瓷珠。

    保護套管的作用是為了防止電阻體遭受化學腐蝕和機械損傷。工業用熱電阻的保護套管有黃銅管、碳鋼管和不銹鋼管。使用時可根據被測介質溫度和性質來選取。

    接線盒是用來固定接線座和作為熱電阻與外部連接導線相連接的裝置。通常用鋁合金制成。

鎧裝型熱電阻

    鎧裝型熱電阻由金屬保護臂、絕緣材料和電阻體三者組合經冷拔、旋鍛加工而成。鎧裝型熱電阻中的電阻體是用細鉑絲繞在陶瓷或玻璃支架上制成，引線一般為鋼導線或銀導線。

    鎧裝型熱電阻有如下特點：

    （1）熱惰性小，反應迅速，如保護管直徑為4.12mm的普通鉑電阻，其時間常數為25 s；而金屬套管直徑為4.0mm的鎧裝熱電阻，其時間常數僅為5s左右。

    （2）具有可彎曲性能，鎧裝熱電阻除頭部外。可以作任意方向的彎曲，因此它適用于結構較為復雜，狹小設備的溫度測量。

    （3）具有良好的耐振動、抗沖擊性能。

    （4）使用壽命長，鎧裝熱電阻的電阻體由于受到氧化鎂絕緣材料的覆蓋和金屬套管的保護，熱電阻絲不易被有害介質所侵蝕，因此它的壽命較普通熱電阻長。