温度是测量物体冷热的物理量，在生产和科学实验中起着极其重要的作用。常见的测温方法有辐射测温、热电偶测温、热电阻测温等。热阻是一种非常简单的测量元件，可以在各种工作环境中看到。然而，许多从事热工仪表工作的人对热电阻的工作原理不是很清楚。这里从热阻的工作原理引出一些相关问题，以增加从业者的关注。
1工作原理
与热电偶测温原理不同，热电阻是根据电阻的热效应来测量温度，即电阻的阻值随温度而变化。因此，只要测量热敏电阻的电阻变化，就可以测量温度。目前主要有金属热敏电阻和半导体热敏电阻两种。通常金属热阻的阻值和温度可以用以下近似关系表示：Rt=Rt0[1 a(t-t0)]，其中Rt为温度t时的阻值；Rt0为温度t0时(通常t0=0)对应的电阻值；a是温度系数。半导体热敏电阻的电阻与温度的关系为Rt=AeB/t，其中Rt为温度t时的电阻；a和b取决于半导体材料的结构常数。相比较而言，热敏电阻在常温下具有较大的温度系数和较高的电阻值(通常在几千欧姆以上)，但互换性差，非线性严重。测温范围只有-50 ~ 300左右，广泛用于家用电器和汽车的温度检测和控制。金属热阻一般适用于-200 ~ 500的范围。
从电阻随温度的变化来看，大多数金属导体都具有这种性质，但并不是所有的金属导体都可以作为热电阻进行测温。作为热阻，金属材料一般要求温度系数尽可能大且稳定，电阻率要大(在相同灵敏度下传感器尺寸要减小)，化学和物理性能在所用温度范围内要稳定，材料的重现性要好，电阻要与温度有函数关系(最好是线性关系)。
目前应用最广泛的热电阻材料是铂和铜：铂电阻精度高，适用于中性和氧化性介质，稳定性好，具有一定的非线性，温度越高，电阻变化越小；铜电阻在温度范围内与温度呈线性关系，温度系数大。适用于非腐蚀性介质，温度超过150时易氧化。最常用的有R0=10、R0=100、R0=1000，其分度号有Pt10、Pt100、Pt1000分别是。铜电阻有两种，R0=50和R0=100，其分度号分别为Cu50和Cu100。其中应用最广泛的是Pt100和Cu50。2连接模式
热阻根据连接方式可分为三种：
两线制：在热敏电阻两端连接一根导线引出电阻信号的方式称为两线制。这种引线方法很简单，但由于连接线中必须有引线电阻，电阻与导线的材质和长度有关，所以这种引线方法只适用于测量精度较低的场合。
三线制：将热敏电阻根部一端的一根引线和另一端的两根引线连接起来的方法称为三线制。这种方法通常与电桥配合使用，可以更好地消除引线电阻的影响，是工业过程控制中最常用的引线方法。
四线制：热电阻根部两端连接两根导线的方法称为四线制，由两根导线的热电阻提供恒定电流，将电阻转换成电压信号，再通过另外两根导线将电压引至二次仪表。可以看出，这种布线方式完全消除了导线电阻的影响，主要用于高精度的温度测量。
热阻的三种接线方式在原理上是不同的：双线制和三线制采用电桥法测量。最后给出了温度值与模拟输出值的关系。四线制没有桥。它只由恒流源发出，用电压表测量，最后给出测量的电阻值。
不同接线方式对测量精度的影响：两线制电流回路和电压测量合二为一，精度差(两线制的误差主要是电缆中电流回路产生一定压降引起的测量误差)。三线制，电流回路的参考位置和电压测量回路的参考位置为一条线，精度稍好；四线制，电路回路和电压测量回路独立分离，精度高，但成本高。
连接线的电阻和接触电阻会对Pt100铂电阻的测温精度产生很大影响，铂电阻的三线或四线连接方式可以有效消除这种影响。
3种热阻
热阻可分为以下四种类型：
1)普通热阻
根据热电阻测温原理，被测温度变化是由热电阻的变化直接测量的，因此，热电阻引线等各种导线的电阻变化都会对测温产生影响。
2)铠装热阻
铠装热电阻是由感温元件、引线、绝缘材料和不锈钢套管组成的固体，外径一般为 2 ~ 8 mm，与普通热电阻相比，具有以下优点：体积小，内部无间隙，热惯性测量滞后小；良好的机械性能、抗冲击性和耐冲击性；可弯曲，安装方便；使用寿命长。
3)端热阻
端面热电阻感温元件由经过特殊处理的电阻丝缠绕而成，与温度计端面紧密贴合。与一般的轴向热电阻相比，它能更准确、快速地反映被测端面的实际温度，适用于测量轴瓦等零件的端面温度。
4)阻燃热阻隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒，限制其外壳内爆炸性混合气体因火花或电弧对接线盒的影响而爆炸，不会在生产现场引起爆炸。隔爆型热电阻可用于B1a~B3c等级区域有爆炸危险场所的温度测量。
4常见故障及分析
一般来说，热电阻的应用是顺利的，但有时可能会失败，最常见的是开路和短路。然而，开路通常是由太细的热电阻线引起的。下面我们简单看一下如何处理热电阻的短路和开路问题。
开路和短路一般只用万用表就能轻松判断。也就是用万用表的“ 1”档进行测量。如果测得的电阻小于R0，则可能是短路。如果测量显示无穷大，则可以确定开路。其中，短路容易处理，只要不影响电阻丝的长度和厚度，找到短路就吹干，加强绝缘。如果是开路，加工过程中必须改变电阻丝的长度，这会影响电阻值。因此，只需要更换一个新的电阻体，但如果要通过焊接修复，只有验证合格后才能使用。
此外，如果热电阻显示仪的显示值低于实际值或显示值不稳定，可能是保护管内有污垢，只需清除污垢即可。但是如果指示是否定的，可能是热敏电阻接线错误或者热敏电阻短路，所以只要接线正确，短路处理得当，就可以继续使用。
除了上面提到的短路和开路问题，热电阻在使用中还有几个常见的故障：
分析了以下四种常见故障现象及处理方法：
1.故障现象：热阻指示值低于实际值或指示值不稳定；
可能原因：保护管内有金属屑、灰尘、端子间污垢、热电阻短路；
处理：去除金属屑、清洁灰尘、水滴等。并找到短路点加强绝缘。
2.故障现象：热电阻表显示无穷大；
可能的原因：热阻、出线短路或端子松动等。
处理：更换电阻或焊接，拧紧连接螺丝等。
3.故障现象：显示仪表指示负值；
可能原因：显示仪表与热电阻接线错误或热电阻短路；
处理：纠正接线，或找出短路，加强绝缘。
4.失效现象：热阻值与温度变化的关系；
可能原因：热电阻线材腐蚀变质；
处理方法：更换热敏电阻。
结束语
目前，热电阻广泛应用于工业生产中。本文可以帮助你了解热电阻的测温原理，引线的接线方式、类型和常见故障分析。
