
从物理学中我们知道,导体(或半导体)的电阻值是随着温度的变化而变化的,一般说来,它们之间有如下关系,即
R=f(t)
通常用电阻温度系数α来描述电阻值随着温度变化而变化这一特性,它的定义是: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/℃。
金属导体的电阻一般随温度升高而增大,α为正值,称为正的电阻温度系数。用于测温的半导体材料的α为负值,即具有负的电阻温度系数。各种材料的α值并不相同,对纯金属而言,一般为0.38%~0.68%左右。它的大小与导体本身的纯度有关,α越大,导体材料的纯度越高。通常用电阻比来表示材料的纯度,代表在1OO℃时的电阻值,代表在0℃时的电阻值。而半导体的电阻值却随着温度的升高而减少,在2O℃左右,温度每变化1℃,其电阻值要变化-2~-6[%]。若能设法测出电阻值的变化,就可相应地确定温度的变化,达到测温的目的。电阻温度计就是利用导体(或半导体)的电阻值随着温度变化这一特性来进行温度测量的。即把温度变化所引起导体电阻变化,通过测量桥路转换成电压信号,然后送入显示仪表以指示或记录被测温度。
1.铂热电阻(-200~850℃)
铂热电阻的特点是测量精度高,稳定性好、性能可靠,但是在还原性介质中,特别是在高温下很容易被从氧化物中还原出来的蒸汽所玷污而变脆,并改变电阻与温度间关系。为了克服上述缺点使用时热电阻芯应装在保护套管中。
2.铜热电阻(-50~150℃)
工业上常用铜热电阻来测量-5O℃~+15O℃范围的温度,铜容易提纯,价格比铂便宜很多,电阻温度系数大且关系是线性的,所以制成一定电阻值的热电阻时,与铂相比,若电阻丝的长度相同时,则铜电阻丝就很细,机械强度降低,若线径相同,长度则增加许多倍,体积增大。此外,铜在1OO℃以上容易氧化,抗腐蚀性能又差,所以工作温度不超过15O℃。
3.镍热电阻(-60~180℃)
镍热电阻的温度系数大,灵敏度比铂和铜的高,常用来测量-6O℃~+18O℃范围的温度。由于镍热电阻的制造工艺较复杂,很难获得α相同的镍丝,因此它的测量准确度低于铂热电阻,我国目前规定的标准化热电阻的分度号有Ni100,Ni300,Ni500。
4.半导体热敏电阻