电阻温度系数:公式和测量方法
在电气或电子工程中,当电流通过电线时,由于电线的电阻,它会发热。在完美条件下,电阻必须为“0”,但这不会发生。当。。。
在电气或电子工程中,当电流通过电线时,由于电线的电阻,它会发热。在完美条件下,电阻必须为“0”,但这不会发生。当电线受热时,电线电阻会随着温度的变化而变化。尽管电阻必须保持稳定是可取的&它必须与温度无关。因此,温度内每一度变化的电阻变化被称为电阻温度系数(TCR)。通常,它用符号alpha(α)表示。纯金属的TCR是正的,因为当温度升高时,电阻将增加。因此,在电阻不改变合金的地方制造高精度电阻是必要的。
电阻温度系数(TCR)是多少?
我们知道有很多材料,它们有一些阻力。材料的电阻会随着温度的变化而变化。温度变化和电阻变化之间的主要关系可以由称为TCR(电阻温度系数)的参数给出。它用符号α(alpha)表示。
基于可获得的材料,TCR被分为两种类型,例如正电阻温度系数(PTCR)和负电阻温度系数。
在PTCR中,当温度升高时,材料电阻将增加。例如,在导体中,当温度升高时,电阻也会增加。对于像康铜和锰铜这样的合金,在特定的温度范围内电阻相当低。导电材料,如绝缘体(橡胶、木材)、硅和锗以及电解质。电阻减小,那么温度将增加,因此它们具有负的TCR。
在金属导体中,当温度升高时,电阻将由于以下因素而增加,其中包括以下因素。
- 直截了当地谈到早期的阻力
- 温度升高。
- 基于材料的寿命。
电阻温度系数的公式
导体电阻可以根据温度数据、它的TCR、它在典型温度下的电阻和温度的运行来计算在任何指定温度下的导体电阻。一般来说,电阻公式的温度系数可以表示为
R=R<sub>裁判(1+α(T−Tref))
哪里
“R”是“T”温度下的电阻
'R裁判’是Tref温度下的电阻
“α”是材料的TCR
“T”是材料的温度,单位为摄氏度
“Tref”是所使用的参考温度,其中规定了温度系数。
这个电阻率温度系数的国际单位制为每摄氏度或(/°C)
这个电阻温度系数单位为摄氏度
通常情况下,TCR(电阻温度系数)与20°C的温度一致。所以这个温度通常被视为正常的室温。因此电阻导出温度系数通常将其纳入描述中:
R=R20(1+α20(T−20))
哪里
“R20”是20°C下的电阻
“α20”是20°C时的TCR
电阻器的TCR是正的,负的,否则在固定的温度范围内是恒定的。选择正确的电阻器可以停止对温度补偿的需要。在某些应用中,需要一个大的TCR来测量温度。用于这些应用的电阻器被称为热敏电阻器,其具有PTC(正电阻温度系数)或NTC(负电阻温度系数(negative temperature coefficient of resistance))。
电阻的正温度系数
PTC指的是一些材料,一旦温度升高,电阻也会增加。具有较高系数的材料则表现出随温度的快速上升。PTC材料被设计为实现用于给定i/p电压的最高温度,因为在特定点,当温度增加时,电阻将增加。电阻材料的正温度系数自然是自限制的,不像NTC材料或线性电阻加热那样。PTC橡胶等一些材料的温度系数也呈指数级上升
电阻负温度系数
NTC指的是一些材料,一旦温度升高,电阻就会降低。系数较低的材料会随着温度的升高而迅速下降。NTC材料主要用于制造电流限制器、热敏电阻和温度传感器。
TCR的测量方法
电阻器的TCR可以通过计算合适温度范围内的电阻值来确定。当电阻值的正常斜率高于该区间时,可以测量TCR。对于线性关系,这是精确的,因为电阻的温度系数在每个温度下都是稳定的。但是,有几种材料具有类似非线性的系数。例如,镍铬合金是一种常用的电阻器合金,TCR和温度之间的主要关系不是线性的。
由于TCR是像正斜率一样测量的,因此识别TCR的间隔和温度是非常重要的。TCR可以使用标准化方法计算,如MIL-STD-202技术,适用于-55°C至25°C和25°C至125°C的温度范围。因为最大计算值被标识为TCR。这项技术经常会产生上述效果,表明电阻器适用于要求较低的应用。
某些材料的电阻温度系数
以下列出了一些材料在20°C温度下的TCR。
- 对于银(Ag)材料,TCR为0.0038°C
- 对于铜(Cu)材料,TCR为0.00386°C
- 对于金(Au)材料,TCR为0.0034°C
- 对于铝(Al)材料,TCR为0.00429°C
- 对于钨(W)材料,TCR为0.0045°C
- 对于铁(Fe)材料,TCR为0.00651°C
- 对于铂(Pt)材料,TCR为0.003927°C
- 对于锰铜(Cu=84%+Mn=12%+Ni=4%)材料,TCR为0.000002°C
- 对于汞(Hg)材料,TCR为0.0009°C
- 对于镍铬合金(Ni=60%+Cr=15%+Fe=25%)材料,TCR为0.0004°C
- 对于康斯坦丁(Cu=55%+Ni=45%)材料,TCR为0.00003°C
- 对于碳(C)材料,TCR为–0.0005°C
- 对于锗(Ge)材料,TCR为–0.05°C
- 对于硅(Si)材料,TCR为–0.07°C
- 对于黄铜(Cu=50–65%+Zn=50–35%)材料,TCR为0.0015°C
- 对于镍(Ni)材料,TCR为0.00641°C
- 对于锡(Sn)材料,TCR为0.0042°C
- 对于锌(Zn)材料,TCR为0.0037°C
- 对于锰(Mn)材料,TCR为0.00001°C
- 对于钽(Ta)材料,TCR为0.0033°C
TCR实验
这个阻力实验的温度系数下面对t进行解释。
客观的
本实验的主要目的是发现给定线圈的TCR。
仪器
本实验的仪器主要包括连接线、Carey-foster电桥、电阻箱、铅蓄电池、单向钥匙、未知低电阻、稳压电路、电流计等。
描述
凯里-福斯特电桥主要类似于米电桥,因为该电桥可以设计为具有4个电阻,如P、Q、R和X,并且这些电阻相互连接。

在上述惠斯通电桥中,电流计(G)、铅蓄电池(E)以及电流计和蓄电池的键分别为K1和K。
如果电阻值发生变化,则“G”中没有流动电流,未知电阻可由三个已知电阻(如P、Q、R和X)中的任何一个确定。以下关系用于确定未知电阻。
P/Q=R/X
凯里-福斯特电桥可以用来计算两个几乎相等的电阻之间的差异&知道一个值,就可以计算另一个值。在这种桥中,在计算中去掉了最后的电阻。这是一个好处,因此可以很容易地用于计算已知电阻。

像P&Q这样的相等电阻连接在内部间隙2和3中,典型的电阻“R”可以连接在间隙1内,“X”(未知电阻)连接在间隙4内。ED是可以从“E”端开始计算的平衡长度。根据惠斯通电桥原理
P/Q=R+a+l1ρ/X+b+(100-l1)ρ
在上面的方程中,a和b是E&F端的端部修改,是桥接导线中每个单元长度的电阻。如果通过改变X和R来连续进行此测试,则从E端开始计算平衡长度“l2”。
P/Q=X+a+12ρ/R+b+(100-12)ρ
根据以上两个方程,
X=R+ρ(11-12)
设l1和l2为一旦通过典型电阻“r”而不是“r”和X(电阻为“0”的宽铜带)进行上述测试时的平衡长度。
0=r+ρ(11'-12')或ρ=r/11'-12'
如果线圈电阻在t1oc和t2oc等温度下为X1和X2,则TCR为
Α=X2–X1/(X1t2–X2t1)
此外,如果线圈电阻在0oc和100oc等温度下为X0和X100,则TCR为
Α=X100–X0/(X0 x 100)
所以,这都是关于电阻的温度系数。最后,根据以上信息,我们可以得出结论,这是对每一个温度变化水平的任何电阻物质的修正计算。这里有一个问题,电阻温度系数的单位是多少?