大多数金属导体的电阻都具有随温度变化的特性。其特性方程式为

R_t=R₀[1+α（t-t₀）] （5-6）

式中 R_t、R₀——热电阻在t℃和0℃时的电阻值；

α——热电阻的电阻温度系数（1/℃）。

对于绝大多数金属导体，α不是一个常数，而是温度的函数。但在一定的温度范围内，α近似地看作一个常数。不同的金属导体，α保持常数所对应的温度范围不同。

选做感温元件的材料应满足如下要求：

1）材料的电阻温度系数α要大。α越大，热电阻的灵敏度越高；纯金属的α比合金的高，所以一般均采用纯金属做热电阻元件。

2）在测温范围内，材料的物理、化学性质应稳定。

3）在测温范围内，α保持常数，便于实现温度表的线性刻度特性。

4）具有比较大的电阻率，以利于减小热电阻的体积，减小热惯性。

5）特性复现性好，容易复制。

比较适合以上要求的材料有铂、铜、铁和镍。

1.铂热电阻

铂的物理、化学性能非常稳定，是目前制造热电阻的最好材料。铂电阻主要作为标准电阻温度计，广泛应用于温度的基准、标准的传递。它的长时间稳定的复现性可达10^-4 K，是目前测温复现性最好的一种温度计。

铂的纯度通常用W（100）表示，即

式中 R₁₀₀——水沸点（100℃）时的电阻值；

R₀——水冰点（0℃）时的电阻值。

W（100）越高，表示铂丝纯度越高。国际实用温标规定：作为基准器的铂电阻，其比值W（100）不得小于1.3925。目前技术水平已达到W（100）=1.3930，与之相应的铂纯度为99.9995%，工业用铂电阻的纯度W（100）为1.387～1.390。铂丝电阻值与温度之间的关系如下：

在0～630.755℃范围内时

R_t=R₀（1+At+Bt²） （5-8）

在-190～0℃范围内时

R_t=R₀[1+At+Bt²+C（t-100）t²] （5-9）

式中 R_t、R₀——热电阻在t℃和0℃时的电阻值；

A、B、C——常数，对于W（100）=1.391有：A=3.96847×10^-3/℃，B=-5.847×10^-7/℃，C=-4.22×10^-12/℃⁴。

常用铂电阻有两种，分度号为Pt100和Pt10，最常用的是Pt100。铂电阻一般由直径为0.05～0.07mm的铂丝绕在片形云母骨架上，铂丝的引线采用银线，引线用双孔瓷绝缘套管绝缘，如图5-5所示。

图5-5 铂热电阻的构造

1—引线 2—铂丝 3—云母骨架 4—保护云母片 5—银绑带 6—铂电阻 7—保护套管 8—石英骨架(www.daowen.com)

2.铜电阻

当测量精度要求不高，温度范围在-50～150℃的场合，普遍采用铜电阻。铜电阻阻值与温度呈线性关系，可用下式表示

R_t=R₀（1+αt） （5-10）

式中 R_t——t℃时的电阻值；

R₀——0℃时的电阻值；

α——铜电阻温度系数，α=4.25×10^-3/℃～4.28×10^-3/℃。

铜热电阻体的结构如图5-6所示，它由直径约为0.1mm的绝缘电阻丝双绕在圆柱形塑料支架上。为了防止铜丝松散，整个元件经过酚醛树脂（环氧树脂）的浸渍处理，以提高其导热性能和机械固紧性能。铜丝绕组的线端与镀银铜丝制成的引出线焊牢，并穿以绝缘套管或直接用绝缘导线与之焊接。

图5-6 铜热电阻体的结构

1—线圈骨架 2—铜热电阻丝 3—补偿组 4—铜引出线

目前，我国工业上用的铜电阻分度号为Cu50和Cu100，其R（0℃）分别为50Ω和100Ω。铜电阻的电阻比R（100℃）/R（0℃）=1.428±0.002。

3.其他热电阻

随着科学技术的发展，近年来对于低温和超低温测量提出了迫切的要求，开始出现了一些新型热电阻，如铟电阻、锰电阻等。

（1）铟电阻 它是一种高精度低温热电阻。铟的熔点约为150℃，在4.2～15K温度域内其灵敏度比铂的高10倍，故可用于不能使用铂的低温范围。其缺点是材料很软，复制性很差。

（2）锰电阻 在2～63K的低温范围内，锰电阻的阻值随温度变化很大，灵敏度高；在4.2～15K的温度范围内，电阻率随温度的二次方变化。磁场对锰电阻的影响不大，且有规律。锰电阻的缺点是脆性很大，难以控制成丝。

4.半导体热敏电阻

半导体热敏电阻是利用半导体电阻值随温度显著变化的特性制成的。在一定范围内通过测量热敏电阻阻值的变化，就可以确定被测介质的温度变化情况。其特点是灵敏度高、体积小、反应快。半导体热敏电阻基本可以分为两种类型。

（1）负温度系数热敏电阻（NTC） NTC热敏电阻最常见的是由锰、钻、铁、镍、铜等多种金属氧化物混合烧结而成。

根据不同的用途，NTC又可以分为两类。第一类为负指数型，用于测量温度，它的电阻值与温度之间呈负的指数关系；第二类为负突变型，当其温度上升到某设定值时，其电阻值突然下降，多在各种电子电路中用于抑制浪涌电流，起保护作用。负指数型和负突变型的温度—电阻特性曲线分别如图5-7中的曲线2和曲线1所示。

（2）正温度系数热敏电阻（PTC） 典型的PTC热敏电阻通常是在钛酸钡陶瓷中加入施主杂质以增大电阻温度系数。它的温电阻特性曲线呈非线性，如图5-7中的曲线4所示。PTC在电子线路中多起限流、保护作用。当流过的电流超过一定限度或PTC感受到的温度超过一定限度时，其电阻值会突然增大。

近年来还研制出了用本征锗或本征硅材料制成的线性PTC热敏电阻，其线性度和互换性较好，可用于测温。其温度—电阻特性曲线如图5-7中的曲线3所示。

热敏电阻按结构形式可分为体型、薄膜型、厚膜型三种；按工作方式可分为直热式、旁热式、延迟电路三种；按工作温区可分为低温区（-60～200℃）、高温区（>200℃）两种。根据使用要求，热敏电阻可封装加工成各种形状的探头，如珠状、片状、杆状、锥状和针状等，如图5-8所示。

图5-7 热敏电阻的特性曲线

1—负突变型NTC 2—负指数型NTC 3—线性型PTC 4—突变型PTC

图5-8 热敏电阻的结构外形与符号

1—热敏电阻 2—玻璃外壳 3—引出线