自熱效應(yīng)會(huì)對(duì)溫度測(cè)量的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響。由于熱電阻的阻值會(huì)隨溫度變化,自熱效應(yīng)導(dǎo)致的溫度升高會(huì)使得測(cè)量到的溫度值偏離實(shí)際的被測(cè)溫度。因此,在高精度的溫度測(cè)量中,必須考慮并盡量減小自熱效應(yīng)的影響。
通過熱電阻的電流越大,其靈敏度及分辨率也越高,可是由自熱效應(yīng)引起的電能消耗Wc也越大,致使測(cè)溫誤差增大。對(duì)于電阻為100歐姆的元件,如果通過的電流分別為10mA與2mA時(shí),消耗的電能則分別為10mW與0.4mW。由此看出,通過的電流不同,引起的自熱效應(yīng)誤差的大小也各異。測(cè)量電流與自熱效應(yīng)誤差的關(guān)系如圖所示。因此,在進(jìn)行高精度測(cè)量時(shí),必須注意電流的大小及測(cè)量?jī)x表的靈敏度。隨著儀表技術(shù)進(jìn)步,即使用很小的電流,儀表也可以得到足夠的靈敏度。

對(duì)熱電阻施加單位電能時(shí),由自熱效應(yīng)引起的溫度升高為K(C/mW),消耗的電能為Wc時(shí),由自熱效應(yīng)引起的誤差△tc可用下式表示:
△tc=KWc=KI2R
系數(shù)K取決于熱電阻的結(jié)構(gòu)(電阻絲的直徑、繞線密度、保護(hù)管直徑、內(nèi)部有無充填物及其種類等),并與環(huán)境有關(guān)。如以小型玻璃骨架組件為例,在攪拌的水中K為0.007℃/mW,但在靜止的空氣中卻為0.28℃/mW,為上述攪拌水中的40倍;如以帶保護(hù)管的熱電阻為例,在攪拌水中K為0.012℃/mW,在靜止空氣中為0.033℃/mW。由此可見,熱電阻自熱效應(yīng)誤差與環(huán)境關(guān)系很大。
對(duì)于系數(shù)K可通過如下方法求得。在同一環(huán)境條件下,通過電流I1時(shí)的電阻值為R1,改變電流達(dá)I2時(shí),則其電阻值R2=R1+△R,如果電阻溫度系數(shù)為a,則K可用下式近似求得:

綜上所述,熱電阻的自熱效應(yīng)是溫度測(cè)量中一個(gè)不可忽視的因素,它會(huì)影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。通過理解自熱效應(yīng)的影響因素和采用適當(dāng)?shù)男拚椒ǎ梢杂行p小這種效應(yīng)帶來的誤差,提高溫度測(cè)量的精度。
