PT100热电阻阻值与温度换算公式：精密测温的数学核心

　　PT100热电阻是工业测温和科学实验中应用较广泛的温度传感器之一，其名称中的“PT”代表铂材料，“100”表示在0℃时电阻值为100Ω。其工作原理基于高纯度铂丝的电阻值随温度变化而改变的物理特性，这种变化关系通过精确的数学公式进行描述，是实现高精度温度测量的理论基础。

　　一、基本工作原理与温度范围划分

　　铂电阻的温度特性表现为其电阻值随温度升高而增加，在-200℃至+850℃范围内具有良好线性。根据测温范围的不同，其电阻-温度关系需采用不同的计算公式，以确保全量程内的计算精度满足国际标准（如IEC60751）。

　　二、-200℃至0℃温度区间的换算公式

　　在此温度区间，电阻值与温度的换算公式为：Rt=R0[1+At+Bt^2+C(t-100)t^3]

　　其中：

　　1.R_t为温度t时的电阻值（Ω）

　　2.R_0为0℃时的标称电阻值（100Ω）

　　3.t为温度（℃）

　　4.A、B、C为常数，根据ITS-90国际温标规定：

　　①A=3.9083×10^-3

　　②B=-5.775×10^-7

　　③C=-4.183×10^-12（当t<0℃时使用）

　　三、0℃至850℃温度区间的换算公式

　　在此温度区间，公式简化为：Rt=R0(1+At+Bt^2)

　　常数C不再使用，因为在此温度范围内高次项影响可忽略。

　　四、由电阻值反求温度的计算公式

　　实际测量中通常先测得电阻值R_t，再反算温度t。

　　1.当Rt≥R0（即t≥0℃）时：t=-R0A+√￣(R0A)^2-4R0B(R0-Rt)/2R0B

　　2.当Rt<R0（即t<0℃）时：需使用迭代法或查表法求解，因公式为三次方程，解析解较复杂。

　　五、实际应用中的简化处理

　　在精度要求不高的场合或小温度范围内，可采用线性近似：Rt≈R0(1+αt)

　　其中α为铂电阻的温度系数，约为0.00385Ω/Ω/℃。但此近似在宽温度范围内误差较大。

　　六、影响计算精度的关键因素

　　1.铂丝纯度：通常用电阻比W100=R100/R0表示，标准值为1.3850；

　　2.引线电阻：三线制或四线制接法可消除引线误差；

　　3.自热效应：测量电流应控制在1mA以下以减少自热误差。

　　总结

　　PT100热电阻的阻值-温度换算公式是精密测温技术的数学基础。通过分段定义的高精度多项式公式，确保了在全温度范围内的测量准确性。理解这些公式的适用范围和计算方法是正确使用PT100传感器的关键，也是温度测量系统设计和校准的理论依据。随着计算技术的发展，这些公式已嵌入智能温度变送器中，实现了电阻值到温度值的自动精确转换。