热电阻式温度传感器定义:
热电阻式温度传感器是一种基于 “导体 / 半导体的电阻值随温度变化而规律性变化” 这一物理特性的接触式温度传感器,核心作用是将温度信号转换为可测量的电阻信号,再通过电路转换为电压 / 电流信号进行显示或控制。
它是工业和民用领域中应用最广泛的温度传感器之一,根据感温材料的不同,主要分为两大类,也是实际应用中最容易区分的两种类型:
1. 金属热电阻(RTD,Resistance Temperature Detector)
核心原理:正温度系数(PTC) —— 金属导体的电阻值随温度升高而线性增大。
关键特点:精度高、稳定性强、线性度好、测量范围宽,是中低温区间(-200℃ ~ +650℃)精密测温的首选。
常用材料与型号
铂(Pt):精度最高、应用最广,典型型号 Pt100(0℃时电阻为 100Ω)、Pt1000(0℃时电阻为 1000Ω),适用于工业过程控制、实验室精密测量、医疗设备等。
铜(Cu):成本低、线性度好,但测量范围窄(-50℃ ~ +150℃)、易氧化,典型型号 Cu50、Cu100,适用于空调、冰箱、民用设备等对精度要求不高的场景。
2. 半导体热电阻(热敏电阻,Thermistor)
核心原理:多数为负温度系数(NTC) —— 半导体陶瓷的电阻值随温度升高而急剧减小;少数为正温度系数(PTC)或临界温度系数(CTR)。
关键特点:灵敏度极高、响应速度快、体积小、成本低廉,但线性度差、测量范围窄、稳定性不如金属热电阻,适用于窄范围(-50℃ ~ +300℃)的温度检测与保护。
常用场景:手机电池温度保护、家电过热保护、汽车水温传感器、电子体温计、空调室内机温度检测等。
结构与工作条件
无论哪种类型,热电阻式温度传感器的基本结构都包含:
感温元件(电阻体) + 绝缘引线 + 保护套管
必须与被测物体直接接触(接触式测量),才能保证测温精度;
金属热电阻通常需要恒流源激励,通过测量电阻两端的电压来计算电阻值,进而换算出温度;
为了消除引线电阻的影响,工业上常采用三线制或四线制接线方式。
典型应用对比
类型 精度 稳定性 成本 适用场景
金属热电阻(Pt100) 高 优 中高 工业精密测温、实验室、医疗
半导体热电阻(NTC) 中低 一般 低 民用设备、过热保护、快速检测