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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(wěn)定。其中鉑熱電阻的測量度是 的，它不僅廣泛應用于工業(yè)測溫，而且被制成標準的基準儀。 熱電偶將兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接起來，構(gòu)成一個閉合回路。當導體A和B的兩個執(zhí)著點1和2之間存在溫差時，兩者之間便產(chǎn)生電動勢，因而在回路中形成一個大小的電流，這種現(xiàn)象稱為熱電效應。 常見的熱電阻材質(zhì)大多是單一金屬，目前應用廣泛的熱電阻材料是鉑和銅：鉑電阻精度高，穩(wěn)定性好，具有一定的非線性，溫度越高電阻變化率越小;銅電阻在測溫范圍內(nèi)電阻值和溫度呈線性關(guān)系，溫度線數(shù)大，超過150易被氧化。熱電阻的分度號有Cu50，Pt100，Pt1000等等，前面的字母是指熱電阻的材質(zhì)，而后面的數(shù)字則是該熱電阻的電阻值。 熱電偶是由兩種不同成份的導體（稱為熱電偶絲材或熱電極）兩端接合成回路，常見的K型熱電偶是由鎳鉻-鎳硅組成的。標準化熱電偶中國從1988年1月1日起，熱電偶和熱電阻全部按IEC國際標準生產(chǎn)，并指定S、B、E、K、R、J、T七種標準化熱電偶為中國統(tǒng)一設計型熱電偶。 熱電阻是中低溫區(qū)的常用溫度傳感器，分為鉑熱電阻、銅熱電阻等等，測溫范圍也各不一樣，總體來說熱電阻可以測從-200到600℃的溫度。 相比較于熱電阻來說，熱電偶的測溫范圍就要大的多了，測溫范圍 的B型熱電偶甚至能夠測量0-1800℃的溫度，而普通的K型熱電偶也能夠測量-40-1200℃的溫度，但是由于熱電偶在低溫區(qū)的測量并不是非常準確，因此測較低溫度時還是選用熱電阻比較合適。 目前熱電阻的連接方式主要有三種：兩線制、三線制以及四線制。兩線制的精度相對較低一些，而四線制更多是用在實驗室里的精準測量。我們常用的熱電阻大部分是三線制的，這是因為測量熱電阻的電路一般是不平衡電橋，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，這樣能夠了導線線路電阻帶來的測量誤差，使精度大大提高。 熱電偶就沒熱電阻這么多講究了，都是二線制的，與熱電阻輸出的阻值不同，熱電偶輸出的則是mV號。 zyclxmzsw
熱電阻的測溫原理是基于導體或半導體的電阻值隨溫度變化而變化這一特性來測量溫度及與溫度有關(guān)的參數(shù)。熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應用多的是鉑和銅，現(xiàn)在已開始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。熱電阻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二次儀表上。 熱電阻是電阻值隨溫度變化的溫度檢測元件。它是利用物體（常見的是特定的金屬或半導體材料）的導電率隨溫度變化而變化的原理制成。它的阻值跟溫度的變化成正比，隨著溫度上升而成勻速增長。 使用熱電阻測溫的過程實際上是一個測量置于測量點上的熱電阻的阻值的過程。 電阻是基本電參數(shù)之一，其阻值 R 可按伏安特性定義，即 R＝U／Ｉ，其中U 為電阻兩端的電壓，I 為流過電阻的電流或者按功率 P 來定義，即 R＝P／（Ｉ＾２）。。 可見測量熱電阻必須在熱電阻兩端連接導線，而導線的阻值以及阻值隨溫度變化的特性以及引入的其它干擾，必然會影響測量結(jié)果。而要這種影響，就必須知道引線的狀況，在對熱電阻進行測量的同時，從引線的兩端對引線進行監(jiān)測。在兩根引線參數(shù)一致的前提下，要知道其中一根的狀況，至少需要增加一根導線，用來將測量引線中的一根的現(xiàn)場端連接到儀表端。這就是熱電阻的三線制連接的由來。 熱電阻測量儀表（溫度指示儀、溫度變送器等）比較常見的是采用電橋作為前置電路，在采用三線制的條件下，能夠有效的現(xiàn)場到控制室之間數(shù)十到數(shù)千米導線對的測量造成的影響。 為了說明其工作原理，下面從電橋平衡原理說起。 C端加上電壓Ue時，B、D端的電壓： Uo=Ue×［R2／（R1+R2）］－Ue×［R3／（R3+R4）］ 當電橋平衡，即Uo=0時，有： Ue×［R2／（R1+R2）］＝Ue×［R3／（R3+R4）］ 整理后有： R1×R3＝R2×R４ 或 R1／R2＝R4／R3 由這個公式可以看出電橋平衡時： 供電電壓Ue波動時，輸出電壓Uo不變； 橋路的四個橋臂電阻R1、R2、R3、R4按相同比例變化時，輸出電壓 Uo不變； C端加上電壓Ue時，B、D端的電壓： Uo=Ue×［R2／（R1+R2）］－Ue×［R3／（R3+R4）］ 當電橋平衡，即Uo=0時，有： Ue×［R2／（R1+R2）］＝Ue×［R3／（R3+R4）］ 整理后有： R1×R3＝R2×R４ 或 R1／R2＝R4／R3 由這個公式可以看出電橋平衡時： 供電電壓Ue波動時，輸出電壓Uo不變； 橋路的四個橋臂電阻R1、R2、R3、R4按相同比例變化時，輸出電壓 Uo不變； 當Ra’、Rb’按相同比例發(fā)生變化時，對橋路輸出Uo沒有影響。Rc變化會影響橋路供電電壓，但對輸出Uo沒有影響。橋路輸出Uo僅和被測熱電阻R△有關(guān)。 在實際測量電路中，電橋并不一定設計成平衡狀態(tài)，熱電阻從那個橋臂接入也沒有一定之規(guī)，但采用三線制接法，利用電橋的平衡能力連接導線影響的基本原理是相通的。 以電橋作為熱電阻測溫儀表的前置電路，可以將熱電阻的阻值直接轉(zhuǎn)換成 相應的電壓，對后續(xù)電路沒有嚴格要求，同時可以有效克服接線電阻對測量的影響。通過對橋路參數(shù)的合理選擇，可以使儀表獲得良好的抗干擾能力，所以在熱電阻測溫儀表中廣泛采用。 其它三線制測量方法 近些年來，隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，出現(xiàn)了一些無需采用前置電橋而測量熱電阻阻值的儀表，一些儀表廠商還開發(fā)出了具有完整溫度變送器功能的集成模塊。雖然這些測量儀表方式多 改變的，就是如果要接線電路對測量的影響，就至少需要知道其中一根導線所產(chǎn)生的影響。也就是說除非可以忽略連接導線對測量的影響，否則至少需要三根連線。 圖四是一個集成溫度變送器前置部分的原理示意：當恒流電流流經(jīng)線路電阻Ra、Rb和測溫電阻R△時將分別在這三個電阻上產(chǎn)生電壓。不難看出，當三個導線電阻一致時，恒流電流流經(jīng)R△所產(chǎn)生的電壓，等于V2－V1。很顯然當三個導線電阻發(fā)生等量變化時，這個關(guān)系依然成立。 三線制測量對導線的要求 從上面的原理分析可以看出，無論采用哪種方法，要導線Ra、Rb對于測量的影響，都有一個要求兩根導線的阻值以及在受環(huán)境影響發(fā)生的變化量都完全一致的要求。 同時對于導線Rc，雖然從理論上對測量不會發(fā)生影響，但那只是在理想狀態(tài)下的推導，實際工作中，仍然會對測量產(chǎn)生影響，而要這種影響，就必須對這根導線的狀態(tài)有所了解，簡單的做法，就是讓這根線和其它兩根線保持一致。 所以在采用三線制接線要求采用相同阻值和材質(zhì)的導線，簡單的方法就是：采用同規(guī)格同材質(zhì)的導線，例如使用三芯電纜；同時避免或減少中間接頭，因為接頭的質(zhì)量有可能對測量產(chǎn)生影響。
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