什么是热阻?
热阻是中低温地区最常用的温度检测器之一。
热阻测温法基于金属导体电阻值随温度升高而增大的特性。其主要特点是测量精度高、性能稳定。
其中,铂热阻的测量精度最高,不仅广泛应用于工业温度测量,而且已成为行业标准。
热阻大多由纯金属材料制成,最常用的是铂和铜。此外,镍、锰、铑 等材料也被用于制造热阻。
金属热阻常用的温度传感材料有很多种,其中铂丝是最常用的。
除了铂丝之外,用于工业测量的金属热阻材料还包括铜、镍、铁、铁镍合金等。

热阻的特点
- 物理化学性质稳定,测量精度高,耐腐蚀,使用寿命长。
- 电阻的温度系数应大,即灵敏度高。
- 电阻率应高,以减小热阻并降低温度测量的时间常数。
- 比热容应小,以减小电阻体的热惯性,从而提高响应灵敏度。
- 线性度好,即电阻与温度之间的关系呈线性或平滑曲线。
- 易于加工,价格低廉,可降低制造成本。
- 重复性好,便于批量生产和零件互换。
热阻测量原理
热阻的温度测量原理与 热电偶 不同,它基于电阻的热效应来测量温度。也就是说,电阻器的阻值会随温度变化。
因此,只要测量温度传感热阻的阻值变化,就可以测量温度。热阻主要分为金属热敏电阻和半导体热敏电阻两种类型。
金属热敏电阻的阻值与温度的关系通常可以用以下近似关系式表示:
即:Rt=Rt0[1+α(t-t0)]
其中:
Rt 为温度 t 时的阻值;
Rt0 为温度 t0 时的对应阻值(通常 t0=0℃);
α 为温度系数。
半导体热敏电阻的阻值与温度的关系式为:Rt=AeB/t
其中 Rt 为温度 t 时的阻值;
A 和 B 是取决于半导体材料结构的常数。
相比之下,热敏电阻的温度系数更大,室温下的电阻值更高(通常在几千欧姆)。但其互换性较差,非线性也较为严重,温度测量范围仅为 -50~300℃ 左右。它广泛应用于家用电器和汽车的温度检测与控制。
了解更多:维基百科“热阻”条目
常见类型的热阻
热阻 vs 热导率
热导率,也称为“导热系数”[1],是衡量材料导热性能的指标。符号为λ或K。
它指的是单位时间内通过单位水平横截面积传递的热量,此时垂直向下的温度梯度为1°C/m。
其具体定义如下:在物体内部,垂直于热传导方向,取两个相距1米、面积为1平方米的平行平面。如果两个平面之间的温差为1K,则热量将在1秒内从一个平面传导到另一个平面。传递的热量即为该物质的热导率。其单位为:watt · m-1 · Kai-1 (W · m-1 · K-1)。
如果没有热损失,对于一个具有平行相对面的块状材料,其热导率为:
E/t=λA(θ2-θ1)/ι
公式中,E为时间t内传递的能量,A为横截面积。其中 ι 为长度。θ2 和 θ1 分别为两段的温度。
一般而言,有:
dE/dt=-λAdθ/dι
热阻示例问题
| 故障排除 | 原因 | 排除方法 |
| 仪器显示值低于实际值或显示值不稳定 | 保护管内有金属屑、灰尘,端子间有污垢,热阻短路(水滴等)。 | 清除金属屑,清理灰尘、水滴等,找出短路点,加强绝缘等。 |
| 显示值无穷大 | 可能是热阻或引线断开、连接端子松动等原因。 | 请更换电阻本体,或焊接并拧紧接线螺丝等。 |
| 电阻与温度的关系发生了变化 | 铂电阻丝材料腐蚀劣化 | 更换热阻 |
| 仪表显示值为零或负值 | 热敏电阻接线错误、热敏电阻短路或电缆短路 | 请纠正接线,查找短路点,加强绝缘,更换电阻本体或电缆。 |
温度范围和容差等级
| 刻度 | 容差等级 | 线绕式元件有效温度范围 | 膜片式元件有效温度范围 | 温度测量范围 |
| Pt100 | AA | -50~250 | 0~150 | ±(0.1+0.0017丨t丨 ) |
| Pt100 | A | -100~450 | -30~300 | ±(0.15+0.002丨t丨 ) |
| Pt100 | B | -196~600 | -50~500 | ±(0.3+0.005丨t丨 ) |
| Pt100 | C | -196~600 | -50~600 | ±(0.6+0.01丨t丨 ) |
| Pt100 | – | -50~150 | — | ±(0.3+0.006丨t丨 ) |
| t = 温度,绝对值,单位为摄氏度 |
无固定器件的热阻

WZP-120 WZP -120 2 WZP-120G WZP -120G 2 WZP-121 WZP -121 2 WZP- 121G WZP -121G 2 WZP- 130 WZP -130 2 WZP- 130G WZP -130G 2 WZP- 131 WZP -131 2 WZP- 131G WZP -131G 2 WZC-120G WZC-120 WZC-130 WZC-130G WZC-121 WZC-121G WZC-131 WZC-131G
1)120型和121型为防弹簧型,防护等级为IP65;130型和131型为防水型,防护等级为IP55。2)保护管材质为1Cr18Ni9Ti,其余材质按协议订购。
固定螺钉式热阻

WZP-220 WZP -220 2 WZP-220G WZP -220G 2 WZP-221 WZP -221 2 WZP- 221G WZP -221G 2 WZP- 230 WZP -230 2 WZP- 230G WZP -230G 2 WZP- 231 WZP -231 2 WZP- 231G WZP -231G 2 WZC-220 WZC-220G WZC-230 WZC-230G WZC-221 WZC-221G WZC-231 WZC-231G
1) 220 型和 221 型为防溅型,防水等级为 IP65;230 型和 231 型为防水型,防护等级为 IP55。2) 保护管材质为 1Cr18Ni9Ti,其余材质按协议订制。3) 额定压力 ≤4.0MPa。
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吴鹏出生于1980年,是一位备受尊敬且成就卓著的男性工程师,在自动化领域拥有丰富的经验。凭借20多年的行业经验,吴鹏在学术和工程领域都做出了卓越的贡献。
在其职业生涯中,吴鹏参与了许多国内外工程项目。他最著名的项目包括炼油厂智能控制系统的开发、石化厂尖端分布式控制系统的设计以及天然气管道控制算法的优化。
