铜热电阻

定义与测温原理

热电阻基于金属导体电阻随温度升高而增大的物理特性实现温度测量。铜热电阻以铜为感温材料，在 -50~150℃ 范围内具有较好的线性度和较高的电阻温度系数，且价格低廉，适用于测量精度要求不高、温度较低的场合。

电阻-温度关系

铜热电阻的电阻值与温度的关系可表示为：
$R_t=R_0(1+\alpha t)$
其中：

• $R_t$ 为温度 $t$ 时的电阻值，单位 Ω；
• $R_0$ 为 0℃ 时的标称电阻值，单位 Ω；
• $\alpha$ 为铜的电阻温度系数，单位 ℃⁻¹；
• $t$ 为被测温度，单位 ℃。

该关系在铜热电阻适用温区内呈线性，因此无需复杂的高次项修正。

标准化分度号

工业上铜热电阻的 $R_0$ 按国内统一设计取 50Ω 和 100Ω 两种，对应分度号分别为 Cu50 和 Cu100。已知 $R_0$ 和 $\alpha$ 后，测得 $R_t$ 即可由公式或分度表得到温度值。

性能特点与适用场合

• 铂热电阻：主要作为标准电阻温度计，用于温度基准及标准的传递，精度高、稳定性好，但价格较贵。
• 铜热电阻：价格低廉，适用于测量精度要求不高且温度较低的场合，测量范围一般为 -50~150℃。超过此范围铜易氧化，影响性能。

在冷端补偿电桥中的应用

铜热电阻可作为冷端补偿电桥的桥臂。补偿电桥由 $R_1$、$R_2$、$R_3$ 和铜电阻 $R_{Cu}$ 组成，其中 $R_{Cu}$ 必须与热电偶冷端处于同一温度。在 0℃ 时，若 $R_1=R_2=R_3=R_{Cu}$，电桥平衡，输出 $U_{ba}=0$。当冷端温度 $t_0>0$ 时，热电偶热电势减小，同时 $R_{Cu}$ 增大导致电桥不平衡，产生 $U_{ba}>0$。该电压与热电势同向串联，使总电势增大，从而补偿冷端温度变化引起的热电势损失。