PT100 熱電阻溫度傳感器

一、產品介紹

熱電阻測溫是基于金屬導體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的。大多數熱電阻在溫度升高1℃時電阻值將增加0.4% ~ 0.6%。熱電阻大都由純金屬材料制成，應用最多的是鉑和銅，此外，已開始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。

熱電阻傳感器主要是利用電阻值隨溫度變化而變化這一特性來測量溫度及與溫度有關的參數。在溫度檢測精度要求比較高的場合，這種傳感器比較適用。較為廣泛的熱電阻材料為鉑、銅、鎳等，它們具有電阻溫度系數大、線性好、性能穩定、使用溫度范圍寬、加工容易等特點。用于測量-200℃～+500℃范圍內的溫度。并且隨著科技的發展熱電阻傳感器的測溫范圍也隨著擴展，低溫方面已成功地應用于1 ~ 3K的溫度測量中，高溫方面也出現了多種用于1000 ~ 1300℃的熱電阻傳感器 。

二、熱電阻傳感器分類

1.NTC熱電阻傳感器：

該類傳感器為負溫度系數傳感器，即：傳感器阻值隨溫度的升高而減小；

2.PTC熱電阻傳感器：

該類傳感器為正溫度系數傳感器，即：傳感器阻值隨溫度的升高而增大。

三、安裝要求

對熱電阻的安裝，應注意有利于測溫準確,安全可考及維修方便，而且不影響設備運行和生產操作。要滿足以上要求，在選擇對熱電阻的安裝部位和插入深度時要注意以下幾點：

1、為了使熱電阻的測量端與被測介質之間有充分的熱交換，應合理選擇測點位置，盡量避免在閥門，彎頭及管道和設備的死角附近裝設熱電阻。

2、帶有保護套管的熱電阻有傳熱和散熱損失，為了減少測量誤差，熱電偶和熱電阻應該有足夠的插入深度：

(1)對于測量管道中心流體溫度的熱電阻,一般都應將其測量端插入到管道中心處(垂直安裝或傾斜安裝)。如被測流體的管道直徑是200毫米，那熱電阻插入深度應選擇100毫米。

(2)對于高溫高壓和高速流體的溫度測量(如主蒸汽溫度)，為了減小保護套對流體的阻力和防止保護套在流體作用下發生斷裂，可采取保護管淺插方式或采用熱套式熱電阻，淺插式的熱電阻保護套管，其插入主蒸汽管道的深度應不小于75mm；熱套式熱電阻的標準插入深度為100mm；

(3)假如需要測量是煙道內煙氣的溫度，盡管煙道直徑為4m，熱電阻插入深度1m即可。

(4)當測量原件插入深度超過1m時，應盡可能垂直安裝，或加裝支撐架和保護套管 。

四、工作原理

熱電阻是利用物質在溫度變化時，其電阻也隨著發生變化的特征來測量溫度的。當阻值變化時，工作儀表便顯示出阻值所對應的溫度值。

熱電阻傳感器是利用導體或半導體的電阻率隨溫度的變化而變化的原理制成的。鉑屬貴重金屬,具有耐高溫、溫度特性好、使用壽命長等特點，因而得到廣泛應用。

鉑電阻阻值與溫度之間的關系是非線性，即Rt = R0 ( I +αt +βt2 ) ( t在0～630℃之間)

(1)式中：Rt —鉑熱電阻的電阻值，Ω；R0 —鉑熱電阻在0℃時的電阻值，R = 100Ω；α—一階溫度系數，α = 3.908 ×10 -3 ( ℃)β—二階溫度系數，β = 5.802 ×10 -7 ( ℃)在實際測溫電路中，測量的是鉑電阻的電壓量，因而需由鉑熱電阻的電阻值推導出相應的電壓值與溫度之間的函數關系，即Ut = f (Rt ) = f[ f ( t) ]。

(2)從而計算出(即測量)實際的溫度。

五、熱電阻傳感器的主要優點

①測量精度高；熱電阻傳感器之所以有較高的測量精度，主要是一些材料的電阻溫度特性穩定，復現性好。其次，與熱電偶相比，它沒有參比端誤差問題；

②有較大的測量范圍，尤其在低溫方面；

③易于使用在自動測量和遠距離測量中。

六、測量應用

現代汽車中，裝備有各種新型的電子控制設備，這些設備使用各種熱敏電阻作為傳感元件，溫度傳感器就是其中一種。溫度傳感器廣泛的應用于控制氣缸加熱和冷卻溫度、進氣與排氣溫度以及空調溫度等 。