我们投入了大量努力开发接近线性特性的热敏电阻。 这些通常是2或4线设备，需要极度匹配的电阻才能线性 化特性曲线。现代数据采集系统及其计算控制器使这种 硬件线性化不再有必要。

热敏电阻的高电阻率为其提供了独特的测量优势。使 用RTD无需四线电阻测量。例如，常见的热敏电阻值为 5000欧姆(25?C)。通过典型T.C.的4%/?C，100欧姆的测 量导线电阻仅产生0.05?C的误差。这一误差因素比同等 RTD误差小500倍。

缺点-由于是半导体，热敏电阻比RTD或热电偶更容易 在高温下永久失准。热敏电阻的使用通常限于几百摄氏 度并且制造商会发出警告，长时间暴露在即使远低于最 大工作限制的温度下也将导致热敏电阻偏离其指定的 公差。

热敏电阻可制成非常小的尺寸，这意味着它们将快速 响应温度变化。这还意味着其较小的热质量使其特别容 易受自动加热误差的影响。

热敏电阻比RTD或热电偶脆弱得多，并且必须小心安 装以避免破碎或连接分离。

测温法最近的创新是集成电路温度传感器。它在电压 和电流输出配置中均可用。两者均提供与绝对温度成线 性比例的输出。典型值为1 μA/K和10 mV/K。

除了提供与温度非常接近线性的输出以外，这些设备 还共享热敏电阻设备的缺点并因此具有有限的温度范 围。自动加热和脆弱的问题同样很明显，并且它们需要 外部电源。

这些设备提供了一种方便的途径，可以产生与温度成 正比的模拟电压。因此硬件热电偶参比端补偿电路中出 现了这样的需求（见图15）。

以下示例列出了根据经验得出的热电偶“定律”，对 于理解和诊断热电偶电路很有用。

在铁和康铜导线之间插入铜导线将不会改变输出电压 V，无论铜导线的温度如何。电压V是Fe-C热电偶在温度 为T₁时的电压。

输出电压V将为Fe-C对在温度为T时的电压，不论是否对 任一测量导线应用外部热源。

电压V将为Fe-C热电偶在温度为T时的电压，只要铂线 的两端为相同温度。铂线产生的两个热电偶（Fe-Pt和 Pt-Fe）相对作用。

所有上述示例假设测量线是均匀的；即没有缺陷和 杂质。

多年来，我们已开发出特定的热电偶对合金来解决独 特的测量问题。较常见的热电偶特性在此处讨论。

我们将使用的术语标准线误差是指《ASTM标准年鉴》中发布的常见商用规格。它表示实际热电偶输出电压与 NBS专题论文125的表中预测的电压之间允许的偏差。

贵金属热电偶-贵金属热电偶（B型、R型和S型）都是 铂或铂-铑热电偶，因此共享许多相同的特性。

扩散-高温下的金属蒸汽扩散可以轻易改变铂线的校 准；因此，铂线应仅在非金属护套（例如高纯度氧化 铝）内使用。此规则的一个例外是铂制成的护套，但 此选件非常昂贵。

稳定性-基于铂的对是目前所有常见热电偶中最稳定 的。S型如此稳定以致被指定为锑点(630.74?C)与金点 (1064.43?C)之间温度校准的标准。

B型-B型对是唯一表现出双值不确定性的常见热电偶。

由于双值曲线和低温下极低的塞贝克系数，B型在低 于50?C时几乎无效。由于输出接近零（从0?C到42?C），因此B型的唯一优点是只要温度介于0?与40?C之间，参比端温度几乎无关紧要。当然，测量连接点温度通常 都非常高。

与贵金属热电偶不同，这些基本金属对没有特定的化学 成分。可以使用金属的任意组合，这可产生标准线误差 范围内的电压-温度曲线拟合。并且会带来一些非常有 趣的金属组合。例如康铜，它根本不是一个具体的金属 合金，而是整个铜镍合金系列的通用名称。不可思议的 是，T型（铜-康铜）热电偶中使用的康铜与Ｊ型（铁- 康铜）对中使用的康铜是不一样的。3

E型-尽管不指定低于0?C的E型标准线误差，但E型热电 偶非常适合低温测量，因为它塞贝克系数高(58 μV/?C)、 导热性低并且耐腐蚀。

E型的塞贝克系数大于所有其他标准对，使其对于检 测较小的温度变化非常有用。

J型-J型对中的正极元件铁是一种便宜的金属，很少以 纯净的形式制造。J型热电偶由于铁中的杂质而一致性 特性较差。即使如此，由于其塞贝克系数高并且价格 低，J型对仍然很受欢迎。

J型对应切勿在超过760?C时使用，因为突然的磁性 转变可导致即使仪器冷却后仍存在的失准。

T型-这是公布的标准线误差适用于温度区域低于0?C 的唯一对；但E型实际上更适合非常低的温度，因为其 塞贝克系数较高并且导热性较低。

T型独特的区别在于有一根铜导线。这在温差均为预期 的专门监测情况下可能成为一个优点。

优点是铜热电偶导线与dvm端子是同一种金属，因此 不必进行导线补偿。

K型与镍铬硅电偶合金 - 镍铬硅热电偶（即N型）与 K型类似，但设计为将传统镍铬-镍铝组合中的某些不稳 定性减至最低。合金含量的变化提高了500?C时发生的 有序/无序变化，正极元件中更高的硅含量提高了高温下 的耐氧化性。特性曲线的完整说明在NBS专题论文161 中发布。¹⁴

钨-钨-铼热电偶通常在高温的缺氧或真空环境中使用， 但由于高反应率而从不在氧化气体中使用。纯钨在加热 超过其再结晶温度（约1200?C）时会变得非常脆弱。为 使导线更容易操作，在两个热电偶分支中都使用了铼合 金。G型（钨与含铼26%的钨铼合金）、C型（含铼5% 的钨铼合金与含铼26%的钨铼合金）和D型（含铼3%的 钨铼合金与含铼25%的钨铼合金）热电偶可作为裸线形 式以及完整的探头组件提供。所有材料都符合公布的误 差限。

在高温下，尺寸较小的 热电偶线受扩散、杂质 和不均匀性的影响比大 尺寸线大得多。标准线 误差体现了这一关系。请注意，每种NBS线误 差规格都带有电线尺寸。贵金属热电偶（B、R和S）明显 出于成本原因指定为小尺寸(24 ga.)线

与RTD一样，热敏电阻也是温度敏感的电阻。如果说 热电偶是最通用的温度传感器而PRTD是最稳定的，则 最适合描述热敏电阻的词是敏感。在三种主要的传感器 分类中，热敏电阻表现出目前为止最大的随温度参数变 化

热敏电阻通常由半导体材料制成。尽管可以使用正 温度系数装置，但大多数热敏电阻都使用负温度系数 (TC)；即其电阻随着温度升高而减小。负T.C.的大小可 以是每摄氏度几个百分点，以便热敏电阻电路能够检测 到温度的微小变化，而使用RTD或热电偶电路无法观察 到这样的变化。

我们为这一灵敏度提高付出的代价是损失线性度。热 敏电阻是一个极端的非线性设备，它高度依赖于工艺参 数。因此，制造商无法将热敏电阻曲线标准化到RTD和 热电偶曲线的标准化程度。

单独的热敏电阻曲线可能非常接近通过使用

Steinhart-Hart 方程取得的近似：18

其中： T = 开氏度
R = 热敏电阻的电阻
A,B,C = 曲线拟合常数

A、B和C通过在公布的数据曲线上选择三个数据点并求 解三个联立方程得出。选择的数据点在热敏电阻温度范 围标称中心内的跨度不超过100?C时，此方程接近相当 显著的±.02?C曲线拟合。

通过更简单的方程可以达到更快一些的计算机执行 时间：

其中A、B和C可通过选择三个(R,T)数据点并求解三个得 到的联立方程再次得出。此方程必须在较窄的温度范围 内应用以便接近Steinhart-Hart方程的精度。

我们投入了大量努力开发接近线性特性的热敏电阻。 这些通常是2或4线设备，需要极度匹配的电阻才能线性 化特性曲线。现代数据采集系统及其计算控制器使这种 硬件线性化不再有必要。

热敏电阻的高电阻率为其提供了独特的测量优势。使 用RTD无需四线电阻测量。例如，常见的热敏电阻值为 5000欧姆(25?C)。通过典型T.C.的4%/?C，100欧姆的测 量导线电阻仅产生0.05?C的误差。这一误差因素比同等 RTD误差小500倍。

缺点-由于是半导体，热敏电阻比RTD或热电偶更容易 在高温下永久失准。热敏电阻的使用通常限于几百摄氏 度并且制造商会发出警告，长时间暴露在即使远低于最 大工作限制的温度下也将导致热敏电阻偏离其指定的 公差。

热敏电阻可制成非常小的尺寸，这意味着它们将快速 响应温度变化。这还意味着其较小的热质量使其特别容 易受自动加热误差的影响。

热敏电阻比RTD或热电偶脆弱得多，并且必须小心安 装以避免破碎或连接分离。

测温法最近的创新是集成电路温度传感器。它在电压 和电流输出配置中均可用。两者均提供与绝对温度成线 性比例的输出。典型值为1 μA/K和10 mV/K。

除了提供与温度非常接近线性的输出以外，这些设备 还共享热敏电阻设备的缺点并因此具有有限的温度范 围。自动加热和脆弱的问题同样很明显，并且它们需要 外部电源。

这些设备提供了一种方便的途径，可以产生与温度成 正比的模拟电压。因此硬件热电偶参比端补偿电路中出 现了这样的需求（见图15）。

以下示例列出了根据经验得出的热电偶“定律”，对 于理解和诊断热电偶电路很有用。

在铁和康铜导线之间插入铜导线将不会改变输出电压 V，无论铜导线的温度如何。电压V是Fe-C热电偶在温度 为T₁时的电压。

输出电压V将为Fe-C对在温度为T时的电压，不论是否对 任一测量导线应用外部热源。

电压V将为Fe-C热电偶在温度为T时的电压，只要铂线 的两端为相同温度。铂线产生的两个热电偶（Fe-Pt和 Pt-Fe）相对作用。

所有上述示例假设测量线是均匀的；即没有缺陷和 杂质。

多年来，我们已开发出特定的热电偶对合金来解决独 特的测量问题。较常见的热电偶特性在此处讨论。

我们将使用的术语标准线误差是指《ASTM标准年鉴》中发布的常见商用规格。它表示实际热电偶输出电压与 NBS专题论文125的表中预测的电压之间允许的偏差。

贵金属热电偶-贵金属热电偶（B型、R型和S型）都是 铂或铂-铑热电偶，因此共享许多相同的特性。

扩散-高温下的金属蒸汽扩散可以轻易改变铂线的校 准；因此，铂线应仅在非金属护套（例如高纯度氧化 铝）内使用。此规则的一个例外是铂制成的护套，但 此选件非常昂贵。

稳定性-基于铂的对是目前所有常见热电偶中最稳定 的。S型如此稳定以致被指定为锑点(630.74?C)与金点 (1064.43?C)之间温度校准的标准。

B型-B型对是唯一表现出双值不确定性的常见热电偶。

由于双值曲线和低温下极低的塞贝克系数，B型在低 于50?C时几乎无效。由于输出接近零（从0?C到42?C），因此B型的唯一优点是只要温度介于0?与40?C之间，参比端温度几乎无关紧要。当然，测量连接点温度通常 都非常高。

与贵金属热电偶不同，这些基本金属对没有特定的化学 成分。可以使用金属的任意组合，这可产生标准线误差 范围内的电压-温度曲线拟合。并且会带来一些非常有 趣的金属组合。例如康铜，它根本不是一个具体的金属 合金，而是整个铜镍合金系列的通用名称。不可思议的 是，T型（铜-康铜）热电偶中使用的康铜与Ｊ型（铁- 康铜）对中使用的康铜是不一样的。3

E型-尽管不指定低于0?C的E型标准线误差，但E型热电 偶非常适合低温测量，因为它塞贝克系数高(58 μV/?C)、 导热性低并且耐腐蚀。

E型的塞贝克系数大于所有其他标准对，使其对于检 测较小的温度变化非常有用。

J型-J型对中的正极元件铁是一种便宜的金属，很少以 纯净的形式制造。J型热电偶由于铁中的杂质而一致性 特性较差。即使如此，由于其塞贝克系数高并且价格 低，J型对仍然很受欢迎。

J型对应切勿在超过760?C时使用，因为突然的磁性 转变可导致即使仪器冷却后仍存在的失准。

T型-这是公布的标准线误差适用于温度区域低于0?C 的唯一对；但E型实际上更适合非常低的温度，因为其 塞贝克系数较高并且导热性较低。

T型独特的区别在于有一根铜导线。这在温差均为预期 的专门监测情况下可能成为一个优点。

优点是铜热电偶导线与dvm端子是同一种金属，因此 不必进行导线补偿。

K型与镍铬硅电偶合金 - 镍铬硅热电偶（即N型）与 K型类似，但设计为将传统镍铬-镍铝组合中的某些不稳 定性减至最低。合金含量的变化提高了500?C时发生的 有序/无序变化，正极元件中更高的硅含量提高了高温下 的耐氧化性。特性曲线的完整说明在NBS专题论文161 中发布。¹⁴

钨-钨-铼热电偶通常在高温的缺氧或真空环境中使用， 但由于高反应率而从不在氧化气体中使用。纯钨在加热 超过其再结晶温度（约1200?C）时会变得非常脆弱。为 使导线更容易操作，在两个热电偶分支中都使用了铼合 金。G型（钨与含铼26%的钨铼合金）、C型（含铼5% 的钨铼合金与含铼26%的钨铼合金）和D型（含铼3%的 钨铼合金与含铼25%的钨铼合金）热电偶可作为裸线形 式以及完整的探头组件提供。所有材料都符合公布的误 差限。

在高温下，尺寸较小的 热电偶线受扩散、杂质 和不均匀性的影响比大 尺寸线大得多。标准线 误差体现了这一关系。请注意，每种NBS线误 差规格都带有电线尺寸。贵金属热电偶（B、R和S）明显 出于成本原因指定为小尺寸(24 ga.)线