自動(dòng)化儀表知識(shí)百科：自動(dòng)化儀器儀表基礎(chǔ)知識(shí)，技術(shù)方案
更新時(shí)間：2022年12月05日
工業(yè)上為了保證測(cè)量精度和控制要求，并能進(jìn)行遠(yuǎn)距離測(cè)量，zui常用的是熱電阻和熱電偶。
熱電阻是利用電阻與溫度呈一定函數(shù)關(guān)系的金屬或半導(dǎo)體材料制成的感溫元件。作為測(cè)溫元件，要求材料的電阻溫度系數(shù)大，電阻率大，熱容量小，在整個(gè)測(cè)溫范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的物理化學(xué)性質(zhì)等，此外，電阻和溫度之間的關(guān)系復(fù)現(xiàn)性要好。
熱電偶是目前工業(yè)上使用zui廣泛的測(cè)溫元件，熱電偶的測(cè)溫原理是：兩種不同導(dǎo)體A和B接成一個(gè)閉合回路，若結(jié)合點(diǎn)1和2有溫度差，則回路中就會(huì)產(chǎn)生電流；當(dāng)在A點(diǎn)斷開(kāi)，則在斷開(kāi)處存在電勢(shì)。這種因溫度差而產(chǎn)生熱電勢(shì)的現(xiàn)象稱為“熱電效應(yīng)”。這種不同導(dǎo)體的組合稱為熱電偶。
熱電阻測(cè)溫原理是基于金屬導(dǎo)體（一般為PT100鉑或銅）的電阻值隨溫度的增加而成一定比例關(guān)系增加這一特性來(lái)進(jìn)行溫度測(cè)量的。熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應(yīng)用zui多的是金屬鉑電阻和銅電阻，此外，現(xiàn)在已開(kāi)始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。
熱電偶是利用熱電勢(shì)的大小與t和t0之差的大小有關(guān)，當(dāng)熱電偶的兩個(gè)熱電極材料已知時(shí)，由熱電偶回路熱電勢(shì)的分布理論可知熱電偶兩端的熱電勢(shì)差。
熱電阻是精度zui高的溫度測(cè)量元件，可作標(biāo)準(zhǔn)儀器用。它的益處是：測(cè)量精度高；再現(xiàn)性好；可保持多年穩(wěn)定性和精確度；與熱電偶相比不需要冷點(diǎn)溫度補(bǔ)償；輸出信號(hào)可遠(yuǎn)傳。缺點(diǎn)是：價(jià)格比普通熱電偶要貴；需外接電源；不適合在有機(jī)械振動(dòng)的場(chǎng)合使用。
熱電偶的益處：體積?。恍盘?hào)可遠(yuǎn)傳；與壓力式溫度計(jì)相比，響應(yīng)快；測(cè)溫范圍寬；價(jià)格低；精度高；再現(xiàn)性好，不需要外接電源，對(duì)應(yīng)用場(chǎng)合要求較熱電阻低。缺點(diǎn)是：精度比熱電偶低；熱電勢(shì)與溫度之間呈非線性關(guān)系；同樣條件下，熱電偶接點(diǎn)比熱電阻容易老化。
熱電阻與熱電偶都適合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)溫。熱電偶適合一般場(chǎng)合，熱電阻適合要求測(cè)量精度高，無(wú)振動(dòng)場(chǎng)合。熱電阻和熱電偶都有不同的結(jié)構(gòu)、安裝方式和響應(yīng)速度，它們都是適合遠(yuǎn)距離溫度測(cè)量要求。
工業(yè)鉑熱電阻有兩種，分度號(hào)分別為PT100和PT10，其標(biāo)準(zhǔn)電阻值R0分別為100Ω和10Ω，鉑熱電阻精度高，體積小，測(cè)溫范圍寬，穩(wěn)定性和重現(xiàn)性好；但是價(jià)格較貴。高溫下只適合在氧化氣氛中使用。在真空和還原氣氛中，將導(dǎo)致電阻值迅速漂移。
鉑熱電阻的電阻值與溫度的關(guān)系為
金屬熱電阻與溫度之間呈非線性關(guān)系，為了方便使用，將金屬熱電阻與溫度值用表格形式列出。
| 溫度℃ | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 電阻值(Ω) | ||||||||||
| -200 | 18.52 | |||||||||
| -190 -180 -170 -160 -150 | 22.83 27.10 31.34 35.54 39.72 | 22.40 26.67 30.91 35.12 39.31 | 21.97 26.24 30.49 34.70 38.89 | 21.54 25.82 30.07 34.28 38.47 | 21.11 25.39 29.64 33.86 38.05 | 20.68 24.97 29.22 33.44 37.64 | 20.25 24.54 28.80 33.02 37.22 | 19.82 24.11 28.37 32.60 36.80 | 19.38 23.68 27.95 32.18 36.38 | 18.95 23.25 27.52 31.76 35.96 |
| -140 -130 -120 -110 -100 | 43.88 48.00 52.11 56.19 60.26 | 43.46 47.59 51.70 55.79 59.85 | 43.05 47.18 51.29 55.38 59.44 | 42.63 46.77 50.88 54.97 59.04 | 42.22 46.36 50.47 54.56 58.63 | 41.80 45.94 50.06 54.15 58.23 | 41.39 45.53 49.65 53.75 57.82 | 40.97 45.12 49.24 53.34 57.41 | 40.56 44.70 48.83 52.93 57.01 | 40.14 44.29 48.42 52.52 56.60 |
| -90 -80 -70 -60 -50 | 64.30 68.33 72.33 76.33 80.31 | 63.90 67.92 71.93 75.93 79.91 | 63.49 67.52 71.53 75.53 79.51 | 63.09 67.12 71.13 75.13 79.11 | 62.68 66.72 70.73 74.73 78.72 | 62.28 66.31 70.33 74.33 78.32 | 61.88 65.91 69.93 73.93 77.92 | 61.47 65.51 69.53 73.53 77.52 | 61.07 65.11 69.13 73.13 77.12 | 60.66 64.70 68.73 72.73 76.73 |
| -40 -30 -20 -10 0 | 84.27 88.22 92.16 96.09 100.00 | 83.87 87.83 91.77 95.69 99.61 | 83.48 87.43 91.37 95.30 99.22 | 83.08 87.04 90.98 94.91 98.83 | 82.69 86.64 90.59 94.52 98.44 | 82.29 86.25 90.19 94.12 98.04 | 81.89 85.85 89.80 93.73 97.65 | 81.50 85.46 89.40 93.34 97.26 | 81.10 85.06 89.01 92.95 96.87 | 80.70 84.67 88.62 92.55 96.48 |
| 0 10 20 30 40 | 100.00 103.90 107.79 111.67 115.54 | 100.39 104.29 108.18 112.06 115.93 | 100.78 104.68 108.57 112.45 116.31 | 101.17 105.07 108.96 112.83 116.70 | 101.56 105.46 109.35 113.22 117.08 | 101.95 105.85 109.73 113.61 117.47 | 102.34 106.24 110.12 114.00 117.86 | 102.73 106.63 110.51 114.38 118.24 | 103.12 107.02 110.90 114.77 118.63 | 103.51 107.40 111.29 115.15 119.01 |
| 50 60 70 80 90 | 119.40 123.24 127.08 130.90 134.71 | 119.78 123.63 127.46 131.28 135.09 | 120.17 124.01 127.84 131.66 135.47 | 120.55 124.39 128.22 132.04 135.85 | 120.94 124.78 128.61 132.42 136.23 | 121.32 125.16 128.99 132.80 136.61 | 121.71 125.54 129.37 133.18 136.99 | 122.09 125.93 129.75 133.57 137.37 | 122.47 126.31 130.13 133.95 137.75 | 122.86 126.69 130.52 134.33 138.13 |
| 100 110 120 130 140 | 138.51 142.29 146.07 149.83 153.58 | 138.88 142.67 146.44 150.21 153.96 | 139.26 143.05 146.82 150.58 154.33 | 139.64 143.43 147.20 150.96 154.71 | 140.02 143.80 147.57 151.33 155.08 | 140.40 144.18 147.95 151.71 155.46 | 140.78 144.56 148.33 152.08 155.83 | 141.16 144.94 148.70 152.46 156.20 | 141.54 145.31 149.08 152.83 156.58 | 141.91 145.69 149.46 153.21 156.95 |
| 150 160 170 180 190 | 157.33 161.05 164.77 168.48 172.17 | 157.70 161.43 165.14 168.85 172.54 | 158.07 161.80 165.51 169.22 172.91 | 158.45 162.17 165.89 169.59 173.28 | 158.82 162.54 166.26 169.96 173.65 | 159.19 162.91 166.63 170.33 174.02 | 159.56 163.29 167.00 170.70 174.38 | 159.94 163.66 167.37 171.07 174.75 | 160.31 164.03 167.74 171.43 175.12 | 160.68 164.40 168.11 171.80 175.49 |
| 200 210 220 230 240 | 175.86 179.53 183.19 186.84 190.47 | 176.22 179.89 183.55 187.20 190.84 | 176.59 180.26 183.92 187.56 191.20 | 176.96 180.63 184.28 187.93 191.56 | 177.33 180.99 184.65 188.29 191.92 | 177.69 181.36 185.01 188.66 192.29 | 178.06 181.72 185.38 189.02 192.65 | 178.43 182.09 185.74 189.38 193.01 | 178.79 182.46 186.11 189.75 193.37 | 179.16 182.82 186.47 190.11 193.74 |
| 250 260 270 280 290 | 194.10 197.71 201.31 204.90 208.48 | 194.46 198.07 201.67 205.26 208.84 | 194.82 198.43 202.03 205.62 209.20 | 195.18 198.79 202.39 205.98 209.56 | 195.55 199.15 202.75 206.34 209.91 | 195.91 199.51 203.11 206.70 210.27 | 196.27 199.87 203.47 207.05 210.63 | 196.63 200.23 203.83 207.41 210.98 | 196.99 200.59 204.19 207.77 211.34 | 197.35 200.95 204.55 208.13 211.70 |
| 300 310 320 330 340 | 212.05 215.61 219.15 222.68 226.21 | 212.41 215.96 219.51 223.04 226.56 | 212.76 216.32 219.86 223.39 226.91 | 213.12 216.67 220.21 223.74 227.26 | 213.48 217.03 220.57 224.09 227.61 | 213.83 217.38 220.92 224.45 227.96 | 214.19 217.74 221.27 224.80 228.31 | 214.54 218.09 221.63 225.15 228.66 | 214.90 218.44 221.98 225.50 229.02 | 215.25 218.80 222.33 225.85 229.37 |
| 350 360 370 380 390 | 229.72 233.21 236.70 240.18 243.64 | 230.07 233.56 237.05 240.52 243.99 | 230.42 233.91 237.40 240.87 244.33 | 230.77 234.26 237.74 241.22 244.68 | 231.12 234.61 238.09 241.56 245.02 | 231.47 234.96 238.44 241.91 245.37 | 231.82 235.31 238.79 242.26 245.71 | 232.17 235.66 239.13 242.60 246.06 | 232.52 236.00 239.48 242.95 246.40 | 232.87 236.35 239.83 243.29 246.75 |
| 400 410 420 430 440 | 247.09 250.53 253.96 257.38 260.78 | 247.44 250.88 254.30 257.72 261.12 | 247.78 251.22 254.65 258.06 261.46 | 248.13 251.56 254.99 258.40 261.80 | 248.47 251.91 255.33 258.74 262.14 | 248.81 252.25 255.67 259.08 262.48 | 249.16 252.59 256.01 259.42 262.82 | 249.50 252.93 256.35 259.76 263.16 | 245.85 253.28 256.70 260.10 263.50 | 250.19 253.62 257.04 260.44 263.84 |
| 450 460 470 480 490 | 264.18 267.56 270.93 274.29 277.64 | 264.52 267.90 271.27 274.63 277.98 | 264.86 268.24 271.61 274.96 278.31 | 265.20 268.57 271.94 275.30 278.64 | 265.53 268.91 272.28 275.63 278.98 | 265.87 269.25 272.61 275.97 279.31 | 266.21 269.59 272.95 276.30 279.64 | 266.55 269.92 273.29 276.64 279.98 | 266.89 270.26 273.62 276.97 280.31 | 267.22 270.60 273.96 277.31 280.64 |
| 500 510 520 530 540 | 280.98 284.30 287.62 290.92 294.21 | 281.31 284.63 287.95 291.25 294.54 | 281.64 284.97 288.28 291.58 294.86 | 281.98 285.30 288.61 291.91 295.19 | 282.31 285.63 288.94 292.24 295.52 | 282.64 285.96 289.27 292.56 295.85 | 282.97 286.29 289.60 292.89 296.18 | 283.31 286.62 289.93 293.22 296.50 | 283.64 286.85 290.26 293.55 296.83 | 283.97 287.29 290.59 293.88 297.16 |
| 550 560 570 580 590 | 297.49 300.75 304.01 307.25 310.49 | 297.81 301.08 304.34 307.58 310.81 | 298.14 301.41 304.66 307.90 311.13 | 298.47 301.73 304.98 308.23 311.45 | 298.80 302.06 305.31 308.55 311.78 | 299.12 302.38 305.63 308.87 312.10 | 299.45 302.71 305.96 309.20 312.42 | 299.78 303.03 306.28 309.52 312.74 | 300.10 303.36 306.61 309.84 313.06 | 300.43 303.69 306.93 310.16 313.39 |
| 600 610 620 630 640 | 313.71 316.92 320.12 323.30 326.48 | 314.03 317.24 320.43 323.62 326.79 | 314.35 317.56 320.75 323.94 327.11 | 314.67 317.88 321.07 324.26 327.43 | 314.99 318.20 321.39 324.57 327.74 | 315.31 318.52 321.71 324.89 328.06 | 315.64 318.84 322.03 325.21 328.38 | 315.96 319.16 322.35 325.53 328.69 | 316.28 319.48 322.67 325.84 329.01 | 316.60 319.80 322.98 326.16 329.32 |
| 650 660 | 329.64 332.79 | 329.96 | 330.27 | 330.59 | 330.90 | 331.22 | 331.53 | 331.85 | 332.16 | 332.48 |
工業(yè)鉑熱電阻按ZBY 028-81規(guī)定，W100為1.390 0~1.392 0。絲材的線徑一般選用Φ0.03mm~Φ0.07mm，雙線并繞在骨架上。W100稱為電阻比，它是100℃與0℃下電阻值之比，即W100=R100/R0。
| 名稱 | 分度號(hào) | 測(cè)量范圍℃ | R0/Ω | W100 | 允差℃ |
|---|---|---|---|---|---|
| 鉑熱電阻 | BA1 | -200~0 | 46±0.046 | 1.3910±0.001 | ±(0.3+6.0×10-3)t |
| BA2 | 0~650 | 100±0.01 | ±(0.3+4.5×10-3)t |
| 項(xiàng)目 | 技術(shù)條件 | ZBY028-81指標(biāo) | |
|---|---|---|---|
| 絕緣電阻 | 常溫 | 常溫 | 20MΩ |
| 高溫（95%以上） | 2MΩ | ||
| 高溫 | 300℃以下 | 1MΩ | |
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| 850℃以下 | |||
