熱電阻（thermal resistor）是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測(cè)器。熱電阻測(cè)溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來(lái)進(jìn)行溫度測(cè)量的。它的主要特點(diǎn)是測(cè)量精度高，性能穩(wěn)定。其中鉑熱電阻的測(cè)量精確度是最高的，它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應(yīng)用最多的是鉑和銅，此外，現(xiàn)在已開(kāi)始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。金屬熱電阻常用的感溫材料種類較多，最常用的是鉑絲。工業(yè)測(cè)量用金屬熱電阻材料除鉑絲外，還有銅、鎳、鐵、鐵—鎳等。
工作原理
熱電阻的測(cè)溫原理是基于導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化這一特性來(lái)測(cè)量溫度及與溫度有關(guān)的參數(shù)。熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應(yīng)用最多的是鉑和銅，現(xiàn)在已開(kāi)始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。熱電阻通常需要把電阻信號(hào)通過(guò)引線傳遞到計(jì)算機(jī)控制裝置或者其它二次儀表上。
熱電阻檢定裝置的構(gòu)成及使用介紹
熱電阻是利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化來(lái)測(cè)量溫度的元件稱電阻溫度計(jì)。它是由熱電阻體、連接導(dǎo)線和顯示儀表或無(wú)紙記錄儀構(gòu)成的。廣泛用來(lái)測(cè)量-20～850℃范圍內(nèi)的溫度。具有測(cè)溫范圍寬、精度高、穩(wěn)定性好、遠(yuǎn)距離測(cè)量、便于實(shí)現(xiàn)溫度控制和自動(dòng)記錄等優(yōu)點(diǎn)，是使用廣泛的一種測(cè)溫儀表。
1、工業(yè)熱電阻的基本參數(shù)
①分度號(hào)與標(biāo)稱電阻值工業(yè)鉑熱電阻、銅熱電阻在0℃的標(biāo)稱電阻值及分度號(hào)如表1-7所示：
表1 熱電阻的標(biāo)稱電阻值及分度號(hào)
注：
1.表中|t|是以攝氏度表示的溫度的絕對(duì)值；
2.A級(jí)允許偏差不適用于采用二線制的鉑熱電阻；
3.對(duì)R0=100Ω的鉑熱電阻，A級(jí)允許偏差不適用于t＞650℃的溫度范圍；
4.二線制熱電阻偏差的檢定，包括內(nèi)引線的電阻值，對(duì)具有多支感溫元件的二線制熱電阻，如要求只對(duì)感溫元件進(jìn)行偏差檢定，則制造廠必須提供內(nèi)引線的電阻值。
②溫度測(cè)量范圍及允許偏差
所謂允許偏差，即熱電阻實(shí)際的電阻與溫度關(guān)系偏離分度表的允許范圍。工業(yè)鉑、銅熱電阻的溫度測(cè)量范圍及以溫度表示的允許偏差Et，如表1-7。
③工業(yè)熱電阻的電阻值和電阻比的誤差熱電阻在100℃及0℃的電阻比W100，對(duì)標(biāo)稱電阻比W100的允許誤差△W100，如表2所示。
表2 工業(yè)熱電阻的電阻值和電阻比的誤差
④熱響應(yīng)時(shí)間當(dāng)溫度發(fā)生階躍變化時(shí)，熱電阻的電阻值變化至相當(dāng)于該階躍變化的某個(gè)規(guī)定百分比所需要的時(shí)間，稱熱響應(yīng)時(shí)間。
⑤額定電流
為了減少熱電阻自熱效應(yīng)引起的誤差，對(duì)熱電阻元件都規(guī)定了額定電流。額定電流是指在測(cè)量電阻時(shí)，允許在某元件中連續(xù)通過(guò)的最大電流，一般為2-5mA。
熱電阻檢定裝置是用來(lái)檢定熱電阻體的標(biāo)準(zhǔn)儀器及配套設(shè)備的總稱。熱電阻基本參數(shù)中的前三項(xiàng)，是熱電阻檢定工作中要完成的項(xiàng)目。
2、工業(yè)熱電阻檢定裝置
熱電阻檢定裝置選用的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)備：
①二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)
二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)WZPB-2的主要技術(shù)要求筆者建議讀者到標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻生產(chǎn)廠家產(chǎn)品頁(yè)面http://yunrun.com.cn/product/106.html了解，在本文不做詳細(xì)介紹。
②二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)（國(guó)家最新標(biāo)準(zhǔn)已不再區(qū)分一等和二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)，統(tǒng)稱標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)）檢銅電阻時(shí)做標(biāo)準(zhǔn)使用。
熱電阻檢定裝置配套設(shè)備：
①0.02級(jí)直流電位差計(jì)或測(cè)溫電橋及配套裝置
采用直流電位差計(jì)測(cè)量電阻時(shí)，還需配有0.01級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)電阻，其阻值為10Ω和100Ω各一個(gè)，直流毫安表，低電勢(shì)多點(diǎn)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)以及直流電源，其穩(wěn)定度不得低于5×10-6A/h。
如果用測(cè)溫電橋測(cè)量電阻時(shí)，只需配有低電勢(shì)四點(diǎn)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，用于引線換向，消除引線電阻。
②冰點(diǎn)槽
冰點(diǎn)槽用來(lái)測(cè)定熱電阻在0℃時(shí)的電阻值和凍制水三相點(diǎn)瓶時(shí)用，其高為600mm，內(nèi)徑大于250mm。
③金屬水沸點(diǎn)爐或恒溫油槽
用來(lái)測(cè)定熱電阻在100℃時(shí)的電阻值。
爐的基本結(jié)構(gòu)是在爐子的圓筒內(nèi)裝有一定量的蒸餾水，爐子下部用加熱器，沸騰的蒸餾水面上是飽和蒸汽。溫度計(jì)插管焊接在爐子的頂蓋上，懸掛在飽和蒸汽中即可反映出水的沸點(diǎn)溫度。
④恒溫油槽
恒溫油槽內(nèi)部采用不銹鋼板制成，并采用磁力攪拌器裝于槽體下部，用精密PID控制器控溫，具有控溫精度高、溫場(chǎng)均勻、加熱速度快等特點(diǎn)。
水沸點(diǎn)槽各插孔之間的最大溫差不大于0.01℃。恒溫油槽工作區(qū)域（蓋板下100-135omm）的垂直溫差不大于0.02℃，水平溫差不大于0.01℃。
主要技術(shù)指標(biāo)與檢定方法：
①外觀檢查
主要檢查裝配質(zhì)量，包括各部件是否完好無(wú)缺，裝配是否牢固，各種標(biāo)志是否齊全，特別是絕緣性能是否符合要求（鉑電阻的絕緣電阻不大于100MΩ，銅電阻不小于20MΩ，可用兆歐表進(jìn)行測(cè)定。
②示值檢查
熱電阻實(shí)際電阻值對(duì)分度表標(biāo)稱電阻值以溫度表示的允許偏差E和熱電阻在100℃和0它的電阻比W100。對(duì)標(biāo)稱電阻比W100的允許偏差△W100，見(jiàn)表1與表2。
③檢定方法
熱電阻檢定只需測(cè)定其0℃和100℃時(shí)的電阻值。這種電阻值可采用電位差計(jì)或電橋測(cè)定。其檢定方法采用比較法，即將標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)與被檢溫度計(jì)同時(shí)放人冰點(diǎn)槽或油溫恒槽內(nèi)進(jìn)行比較。
檢定二線制感溫元件時(shí)，應(yīng)在感溫元件毎根引線接出兩根導(dǎo)線，然后按圖1接線。
圖1 測(cè)量二線制感溫元件接線示意圖
說(shuō)明：1為電阻箱；2為毫安表；3為多點(diǎn)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)；4為電位差計(jì)；5為電流反向開(kāi)關(guān)；6為直流穩(wěn)壓電源；RN為標(biāo)準(zhǔn)電阻；RS為二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)WZPB-2；RX為被檢電阻。
④三線制熱電阻
由于使用時(shí)不包括引線電阻，因此在檢定電阻值時(shí)需采用兩次測(cè)量方法，以便消除引線電阻的影響。圖2為用補(bǔ)償法測(cè)定三線制感溫元件電阻接線圖。
圖2 補(bǔ)償法測(cè)定三線制感溫元件電阻接線圖
說(shuō)明：1為電阻箱；2為毫安表；3為多點(diǎn)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)；4為電位差計(jì)；5為電流反向開(kāi)關(guān)；6為直流穩(wěn)壓電源；RN為標(biāo)準(zhǔn)電阻；RS為二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)WZPB-2；RX為被檢電阻。
第一次如圖1-25（a）所示，包括一根引線電阻。第二次如圖1-25（b）所示，包括兩根引線電阻。用第一次測(cè)量結(jié)果的兩倍減去第二次測(cè)量結(jié)果的數(shù)值，即為感溫元件實(shí)際電阻值。熱電阻的檢定周期一般不超過(guò)一年。