瓦測溫電阻.隔爆型熱電阻.熱效應溫度測量原理

瓦測溫電阻.隔爆型熱電阻.熱效應溫度測量原理

瓦測溫電阻.隔爆型熱電阻.熱效應溫度測量原理

瓦測溫電阻.隔爆型熱電阻.熱效應溫度測量原理

瓦測溫電阻.隔爆型熱電阻.熱效應溫度測量原理

   熱電阻測溫是基于金屬導體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的。它的主要特點是測量精度高，性能穩定。其中鉑熱電阻的測量精確度是zui高的，它不僅廣泛應用于工業測溫，而且被制成標準的基準儀。熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應用zui多的是鉑和銅，此外，現在已開始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。金屬熱電阻常用的感溫材料種類較多，zui常用的是鉑絲。工業測量用金屬熱電阻材料除鉑絲外，還有銅、鎳、鐵、鐵-鎳等。
從熱電阻的測溫原理可知，被測溫度的變化是直接通過熱電阻阻值的變化來測量的，因此，熱電阻體的引出線等各種導線電阻的變化會給溫度測量帶來影響。

鎧裝熱電阻

鎧裝熱電阻是由感溫元件（電阻體）、引線、絕緣材料、不銹鋼套管組合而成的堅實體，它的外徑一般為φ2--φ8mm，zui小可達φmm。與普通型熱電阻相比，它有下列優點：①體積小，內部無空氣隙，熱慣性上，測量滯后小；②機械性能好、耐振，抗沖擊；③能彎曲，便于安裝④使用壽命長。

端面熱電阻

端面熱電阻感溫元件由特殊處理的電阻絲材繞制，緊貼在溫度計端面。它與一般軸向熱電阻相比，能更正確和快速地反映被測端面的實際溫度，適用于測量軸瓦和其他機件的端面溫度。

隔爆型熱電阻

隔爆型熱電阻通過特殊結構的接線盒，把其外殼內部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影響而發生的爆炸局限在接線盒內，生產現場不會引超爆炸。隔爆型熱電阻可用于Bla--B3c級區內具有爆炸危險場所的溫度測量。熱電阻的測溫原理與熱電偶的測溫原理不同的是，熱電阻是基于電阻的

熱效應http://m.ziranxiuya.cn/st145604進行溫度測量的，即電阻體的阻值隨溫度的變化而變化的特性。因此，只要測量出感溫熱電阻的阻值變化，就可以測量出溫度。目前主要有金屬熱電阻和半導體熱敏電阻兩類。

金屬熱電阻的電阻值和溫度一般可以用以下的近似關系式表示，即

Rt=Rt0[1+α（t-t0）]

式中，Rt為溫度t時的阻值；Rt0為溫度t0（通常t0=0℃）時對應電阻值；α為溫度系數。

半導體熱敏電阻的阻值和溫度關系為

Rt=AeB/t

式中Rt為溫度為t時的阻值；A、B取決于半導體材料的結構的常數。

相比較而言，熱敏電阻的溫度系數更大，常溫下的電阻值更高（通常在數千歐以上

），但互換性較差，非線性嚴重，測溫范圍只有-50~300℃左右，大量用于家電和汽車用溫度檢測和控制。金屬熱電阻一般適用于-200~500℃范圍內的溫度測量，其特點是測量準確、穩定性好、性能可靠，在程控制中的應用極其廣泛。

工業上常用金屬熱電阻從電阻隨溫度的變化來看，大部分金屬導體都有這個性質，但并不是都能用作測溫熱電阻，作為熱電阻的金屬材料一般要求：盡可能大而且穩定的溫度系數、電阻率要大（在同樣靈敏度下減小傳感器的尺寸）、在使用的溫度范圍內具有穩定的化學物理性能、材料的復制性好、電阻值隨溫度變化要有間值函數關系（呈線性關系）。

因為熱電阻的電子密度不同所以產生一定的電子擴散，當他們達到一定的平衡后所形成的電勢，接觸電勢的大小取決于兩種不同導體的材料性質以及他們接觸點的溫度。目前上應用的熱電偶具有一個標準規范.但是熱電偶的電信號卻需要一種特殊的導線來進行傳遞，這種導線我們稱為補償導線。不同的熱電偶需要不同的補償導線，其主要作用就是與熱電偶連接，使熱電偶的參比端遠離電源.

把熱電阻的外殼內部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影 電阻體的斷路修理必然要改變電阻絲的長短而影響電阻值，為此更換新的電阻體為好，若采用焊接修理，焊后要校驗合格后才能使用。被測溫度的變化是直接通過熱電阻阻值的變化來測量的，因此，熱電阻體的引出線等各種導線電阻的變化會給溫度測量帶來影響。這種方式通常與電橋配套使用，可以較好的消除引線電阻的影響，是工業過程控制中的zui常用的。

當熱電阻因受到火花或電弧等影響而發生的爆炸局限在接線盒內，生產現場不會引超爆炸,緊貼在溫度計端面。它與一般軸向熱電阻相比，能更正確和快速地反映被測端面的實際溫度，適用于測量軸瓦和其他機件的端面溫度。

熱電阻是把溫度變化轉換為電阻值變化的一次元件，通常需要把電阻信號通過引線傳遞到計算機控制裝置或者其它一次儀表上。工業用熱電阻安裝在生產現場，與控制室之間存在一定的距離，因此熱電阻的引線對測量結果會有較大的影響。

目前熱電阻的引線主要有三種方式

1二線制：在熱電阻的兩端各連接一根導線來引出電阻信號的方式叫二線制：這種引線方法很簡單，但由于連接導線必然存在引線電阻r，r大小與導線的材質和長度的因素有關，因此這種引線方式只適用于測量精度較低的場合

2三線制：在熱電阻的根部的一端連接一根引線，另一端連接兩根引線的方式稱為三線制，這種方式通常與電橋配套使用，可以較好的消除引線電阻的影響，是工業過程控制中的zui常用的。

3四線制：在熱電阻的根部兩端各連接兩根導線的方式稱為四線制，其中兩根引線為熱電阻提供恒定電流I，把R轉換成電壓信號U，再通過另兩根引線把U引至二次儀表。可見這種引線方式可*消除引線的電阻影響，主要用于高精度的溫度檢測。

熱電阻采用三線制接法。采用三線制是為了消除連接導線電阻引起的測量誤差。這是因為測量熱電阻的電路一般是不平衡電橋。熱電阻作為電橋的一個橋臂電阻，其連接導線（從熱電阻到中控室）也成為橋臂電阻的一部分，這一部分電阻是未知的且隨環境溫度變化，造成測量誤差。采用三線制，將導線一根接到電橋的電源端，其余兩根分別接到熱電阻所在的橋臂及與其相鄰的橋臂上，這樣消除了導線線路電阻帶來的測量誤差

熱電阻可以用來測量各種液體、氣體、固體表面的溫度，為了讓它發揮更好的效果，在應用時必須選對接線盒，相信 大家對與接線盒的選擇還是不太了解的，為此，技術人員根據熱電阻使用環境條件總結了以下幾條選用原則，僅供大家參考一下。 1.熱電阻防水接線盒 ：使用于潮濕或露天的場 所，是熱電阻出廠時的標準配置。

2.熱電阻防爆接線盒：使用于易燃易爆場所，防爆熱電阻(防爆鉑電阻或防爆銅電阻)出廠標準配置。

3.熱電阻塑料接線盒：使用于有強腐蝕的場所，是防腐鉑電阻出廠標準配置。

4.熱電阻不銹鋼接線盒：這是一種高成本的溫度傳感器接線盒，外觀精致，通常使用于防腐蝕或易燃易爆場所。

5.一體化溫度變送器接線盒：使用于帶有溫度變送器的熱電阻一體化溫度變送器。

6.熱電阻仿進口接線盒：仿制進口產品外形時使用

（1）精通型熱電阻：工業常用熱電阻感溫元件（電阻體）的結構及特點。從熱電阻的測溫原理可知，被測溫度的變化是直接通過熱電阻阻值的變化來測量的，因此，熱電阻體的引出線等各種導線電阻的變化會給溫度測量帶來影響。為消除引線電阻的影響一般采用三線制或四線制。

（2）鎧裝熱電阻：鎧裝熱電阻是由感溫元件（電阻體）、引線、絕緣材料、不銹鋼套管組合而成的堅實體，它的外徑一般為φ2~φ8mm，zui小可達φ1mm。 與普通型熱電阻相比，它有下列優點：

①體積小，內部無空氣隙，熱慣性上，測量滯后小；

②機械性能好、耐振，抗沖擊；

③能彎曲，便于安裝

④使用壽命長。

（3）端面熱電阻：端面熱電阻感溫元件由特殊處理的電阻絲材繞制，緊貼在溫度計端面。它與一般軸向熱電阻相比，能更正確和快速地反映被測端面的實際溫度，適用于測量軸瓦和其他機件的端面溫度。

（4）隔爆型熱電阻：隔爆型熱電阻通過特殊結構的接線盒，把其外殼內部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影響而發生的爆炸局限在接線盒內，生產現場不會引超爆炸。隔爆型熱電阻可用于Bla~B3c級區內具有爆炸危險場所的溫度測量。

按其結構類型來分，熱電阻[2]有普通型、鎧裝型、薄膜型等。普通型熱電阻由感溫元件(金屬電陽絲）、支架、引線、保護套管及接線盒等基本部分組成。為避免電感分量，熱電阻絲 常采用雙線并繞，制成無感電阻。

1、感溫元件(金屬電阻絲)

由于鉑的電阻率較大，而且相對機械強度較大，通常鉑絲的直徑在（0.03~0.07）mrn±0.005mm。可單層繞制，若鉑絲太細、電阻體可做得小，但強度低，若鉑絲粗，雖強度大 ，但電阻體積大了，熱惰性也大，成本高。由于銅的機械強度較低，電阻絲的直徑需較大，一般為0.1mm±0.005mm的漆包銅線或絲包線分層繞在骨架上，并涂卜絕緣漆而成。由于 銅電阻的溫度低，故可以重疊多層繞制，一般多用雙繞法，即兩根絲平行繞制，在末端把兩個頭焊接起來，這樣工作電流從一根熱電阻絲進人，從另根熱電阻絲反向出來，形成兩 個電流力向相反的線圈，其磁場方向相反，產生的電感就互相抵消，故又稱無感繞法。這種雙繞法也有利于引線的引出。