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熱電阻及其測溫原理詳細介紹

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熱電阻及其測溫原理詳細介紹
一、 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進(jìn)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(lèi)。
    金屬熱電阻的電阻值和溫度一般可以用以下的近似關(guān)系式表示,即
    Rt=Rt0[1+α(t-t0)]
    式中,Rt為溫度t時(shí)的阻值;
    Rt0為溫度t0(通常t0=0℃)時(shí)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(guān)系為
    Rt=AeB/t
    式中Rt為溫度為t時(shí)的阻值;
    A、B取決于半導體材料的結構的常數。
    金屬熱電阻一般適用于-200~500℃范圍內的溫度測量,其特點(diǎn)是測量準確、穩定性好、性能可靠,在過(guò)程控制中的應用極其廣泛。  更多溫度測量?jì)x表:
  • 四信道溫度計記錄器TES-1384
  • 溫度表(溫度計)(雙)TES1314K.J.E.T.R.S.N.
  • 溫度表(溫度計)TES1303
  • 溫度表(溫度計)TES1302
  • 溫度表TES-1319
  • 白金電阻溫度表TES-1318
  • 白金電阻溫度表TES-1317(不帶探頭)
  • 白金電阻溫度表TES-1317(帶探頭)
  • 溫度記錄表TES-1316(K.J.E.T.R.S.N.)
  • K.J.E.T.R.S.N.溫度記錄表TES-1315

        二、 工業(yè)上常用金屬熱電阻
        從電阻隨溫度的變化來(lái)看,大部分金屬導體都有這個(gè)性質(zhì),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(xué)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(guān)系(最好呈線(xiàn)性關(guān)系)。
        目前應用最廣泛的熱電阻材料是鉑和銅:鉑電阻精度高,適用于中性和氧化性介質(zhì),穩定性好,具有一定的非線(xiàn)性,溫度越高電阻變化率越;銅電阻在測溫范圍內電阻值和溫度呈線(xiàn)性關(guān)系,溫度線(xiàn)數大,適用于無(wú)腐蝕介質(zhì),超過(guò)150易被氧化。最常用的PT100 R0=100Ω,它的分度號為Pt100 .銅電阻有R0=50Ω,它的分度號為Cu50。其中Pt100的焦化廠(chǎng)應用最為廣泛。

        三、熱電阻的信號連接方式
        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(guò)引線(xiàn)傳遞到計算機DCS控制裝置或者其它顯示儀表上。工業(yè)用熱電阻安裝在生產(chǎn)現場(chǎng),與控制室之間存在一定的距離,因此熱電阻的引線(xiàn)對測量結果會(huì )有較大的影響。
        目前熱電阻的引線(xiàn)主要有三種方式
        ○1二線(xiàn)制:在熱電阻的兩端各連接一根導線(xiàn)來(lái)引出電阻信號的方式叫二線(xiàn)制:這種引線(xiàn)方法很簡(jiǎn)單,但由于連接導線(xiàn)必然存在引線(xiàn)電阻r,r大小與導線(xiàn)的材質(zhì)和長(cháng)度的因素有關(guān),因此這種引線(xiàn)方式只適用于測量精度較低的場(chǎng)合
        ○2三線(xiàn)制:在熱電阻的根部的一端連接一根引線(xiàn),另一端連接兩根引線(xiàn)的方式稱(chēng)為三線(xiàn)制,這種方式通常與電橋配套使用,可以較好的消除引線(xiàn)電阻的影響,是工業(yè)過(guò)程控制中的最常用的引線(xiàn)電阻。
        ○3四線(xiàn)制:在熱電阻的根部?jì)啥烁鬟B接兩根導線(xiàn)的方式稱(chēng)為四線(xiàn)制,其中兩根引線(xiàn)為熱電阻提供恒定電流I,把R轉換成電壓信號U,再通過(guò)另兩根引線(xiàn)把U引至二次儀表?梢(jiàn)這種引線(xiàn)方式可完全消除引線(xiàn)的電阻影響,主要用于高精度的溫度檢測。

        四、熱電阻的類(lèi)型 
        1)普通型熱電阻 
        
        
        從熱電阻的測溫原理可知,被測溫度的變化是直接通過(guò)熱電阻阻值的變化來(lái)測量的,因此,熱電阻體的引出線(xiàn)等各種導線(xiàn)電阻的變化會(huì )給溫度測量帶來(lái)影響。 
        
        鎧裝熱電阻是由感溫元件(電阻體)、引線(xiàn)、絕緣材料、不銹鋼套管組合而成的堅實(shí)體,它的外徑一般為φ2--φ8mm,最小可達φmm。與普通型熱電阻相比,它有下列優(yōu)點(diǎn):①體積小,內部無(wú)空氣隙,熱慣性上,測量滯后;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(cháng)。 

        
        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(shí)際溫度,適用于測量軸瓦和其他機件的端面溫度。 
        
        隔爆型熱電阻通過(guò)特殊結構的接線(xiàn)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(fā)生的爆炸局限在接線(xiàn)盒內,生產(chǎn)現場(chǎng)不會(huì )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(chǎng)所的溫度測量。
          在工業(yè)應用中,熱電偶一般適用于測量500℃以上的較高溫度。對于500℃以下的中、低溫度,熱電偶的輸出的熱電勢很小,這對二次儀表的放大器、抗干擾措施等的要求就很高,否則難以實(shí)現精確測量;而且,在較低溫區域,冷端溫度的變化所引起的相對誤差也非常突出。所以測量中、低溫度一般使用熱電阻溫度測量?jì)x表較為合適。
  • 發(fā)布人:2011/2/10 11:02:001998 發(fā)布時(shí)間:2011/2/10 11:02:00 此新聞已被瀏覽:1998次