金属电阻温度计
时间：2013-10-15 阅读：2988
金属电阻温度计广泛用于测量-200～850℃范围内温度，在特殊情况下，低温可测至lK左右，高温可测到1000℃。
由热电阻（感温部件）、连接导线及电阻测量仪表（显示仪表）组成。它的测量精度高，实用温标630．74℃以下的温标内插就是采用标准铂电阻温度计复现的。由于热电阻输出的是电阻信号，所以热电阻温度计与热电偶温度计一样，也便于远距离显示或传送信号。冶金厂中，500℃以下温度测点，一般多采用热电阻温度计测量。
热电阻温度计的缺点是感温部件，热电阻体积较大，因此热容量较大，动态特性不如热电偶温度计。
温度原理
是基于金属导体或半导体电阻值与本身温度呈一定函数关系的原理实现温度测量的。实验证明，大多数金属电阻当温度上升1℃时，其电阻值增大0.4％-0.6％；而半导体电阻当温度上升l℃时，电阻值下降3％～6％。
金属导体电阻与温度的关系一般可表示为：
Rt =Rto[1+a（t-to）]
式中Rt——温度为t时的电阻值；
Rto——温度为h时的电阻值；
a——电阻温度系数，即温度每升高l℃时的电阻相对变化量。
由于一般金属材料的电阻与温度关系并非线性，故a值也随温度而变化，并非常数。金属或半导体的电阻．温度函数关系一旦确定之后，就可以通过测量置于测温对象之中并与测温对象达到热平衡的热电阻的阻值而求得对象的温度。
热电阻是基于金属（或半导体）的电阻值随温度变化而变化的性质制成的感温元件。但并不是说所有金属都能制造工业上有实用价值的热电阻，固为工业上对用来制造热电阻的金属丝材料有严格的要求：
（1）电阻温度系数大，即灵敏度高；
（2）物理化学性质稳定，能长时期适应较恶劣的测温环境；
（3）电阻率要大，以使电阻体积较小，减小测温的热惯性；
（4）电阻．温度关系近于线性关系；
（5）价格低廉、便于复制。
根据感温元件的材质，热电阻可分为金属热电阻和半导体热电阻两大类，金属热电阻有铜、铂、镍、铁等，目前工业上广泛应用的是铂电阻和铜电阻，并已列入标准化生产。半导体热电阻有锗和热敏电阻等。按准确度等级可分为标准电阻温度计和工业电阻温度计。
铂热电阻
铂是一种制造热电阻比较理想的材科，它易于提纯，在氧化性介质中具有很高的稳定性和良好的复制性。电阻与温度变化关系近似线性，并具有较高的测量精度。但在高温下，易受还原性介质损伤，质地变脆。铂热电阻由纯铂电阻丝绕制而成，其使用温度范围为-200—850℃。
铜热电阻
铜热电阻一般用于-50～l50℃的测温范围，其优点是电阻温度系数大，电阻值与温度基本呈线性关系，价格便宜。缺点是易氧化，所以只能用于不超过l50℃温度且无腐蚀性的介质中。铜的电阻率小，因此电阻体积较大，动态特性较差。
热电阻的结构
金属热电阻感温件一般由电阻体、引线、绝缘子、保护套管及接线盘盒组成，其外形与热电偶感温件相似。热电阻通常也有普通型和铠装型等结构形式。
普通型热电阻
普通型热电阻，电阻体是用热电阻丝绕制在绝缘骨槊上制成的。一般工业用热电阻丝。铂丝多为直径0.07mm裸线；铜丝多为直径0．1mm漆包线或丝包线。为消除绕制电感，通常采用双线并绕（亦称无感绕制）。这样，当线圈中通过变化的电流时，由于并绕的两导线电流方向相反，磁通互相抵消，消除了电感。电阻丝绕完之后应经遇火处理，以消除内应力对电阻温度特性的影响。
引线的作用是将热电阻体线端引至接线盒，以便与外部导线及显示仪表连接。引线的直径较粗，一般约为1mm，以减小附加测量误差。引线材料与电阻丝相同，或者与电阻丝的接触电势较小，以免产生附加热电势。为了节约成本，工业用铂热电阻一般用银做引线，而标准或实验室用铂热电阻采用直径为0.3mm的铂丝作引线，铜电阻常用镀银铜丝作引线。
绝缘子套在引线上，以防止引线之间及引线与保护套管之间短路。绝缘于材料的选用是根据使用温度范围来确定的。工业用热电阻一般采用圆柱形双孔绝缘瓷珠。
保护套管的作用是为了防止电阻体遭受化学腐蚀和机械损伤。工业用热电阻的保护套管有黄铜管、碳钢管和不锈钢管。使用时可根据被测介质温度和性质来选取。
接线盒是用来固定接线座和作为热电阻与外部连接导线相连接的装置。通常用铝合金制成。
铠装型热电阻
铠装型热电阻由金属保护臂、绝缘材料和电阻体三者组合经冷拔、旋锻加工而成。铠装型热电阻中的电阻体是用细铂丝绕在陶瓷或玻璃支架上制成，引线一般为钢导线或银导线。
铠装型热电阻有如下特点：
（1）热惰性小，反应迅速，如保护管直径为4.12mm的普通铂电阻，其时间常数为25 s；而金属套管直径为4.0mm的铠装热电阻，其时间常数仅为5s左右。
（2）具有可弯曲性能，铠装热电阻除头部外。可以作任意方向的弯曲，因此它适用于结构较为复杂，狭小设备的温度测量。
（3）具有良好的耐振动、抗冲击性能。
（4）使用寿命长，铠装热电阻的电阻体由于受到氧化镁绝缘材料的覆盖和金属套管的保护，热电阻丝不易被有害介质所侵蚀，因此它的寿命较普通热电阻长。