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熱電阻的測(cè)溫原理是基于導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化這一特性來(lái)測(cè)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(yīng)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(hào)通過(guò)引線傳遞到計(jì)算機(jī)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(cè)元件。它是利用物體(常見(jiàn)的是特定的金屬或半導(dǎo)體材料)的導(dǎo)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(zhǎng)。 使用熱電阻測(cè)溫的過(guò)程實(shí)際上是一個(gè)測(cè)量置于測(cè)量點(diǎn)上的熱電阻的阻值的過(guò)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(guò)電阻的電流或者按功率 P 來(lái)定義,即 R=P/(I^2)。。 可見(jiàn)測(cè)量熱電阻必須在熱電阻兩端連接導(dǎo)線,而導(dǎo)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(huì)影響測(cè)量結(jié)果。而要這種影響,就必須知道引線的狀況,在對(duì)熱電阻進(jìn)行測(cè)量的同時(shí),從引線的兩端對(duì)引線進(jìn)行監(jiān)測(cè)。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(dǎo)線,用來(lái)將測(cè)量引線中的一根的現(xiàn)場(chǎng)端連接到儀表端。這就是熱電阻的三線制連接的由來(lái)。 熱電阻測(cè)量?jī)x表(溫度指示儀、溫度變送器等)比較常見(jiàn)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(chǎng)到控制室之間數(shù)十到數(shù)千米導(dǎo)線對(duì)的測(cè)量造成的影響。 為了說(shuō)明其工作原理,下面從電橋平衡原理說(shuō)起。 C端加上電壓Ue時(shí),B、D端的電壓: Uo=Ue×[R2/(R1+R2)]-Ue×[R3/(R3+R4)] 當(dāng)電橋平衡,即Uo=0時(shí),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(gè)公式可以看出電橋平衡時(shí): 供電電壓Ue波動(dòng)時(shí),輸出電壓Uo不變; 橋路的四個(gè)橋臂電阻R1、R2、R3、R4按相同比例變化時(shí),輸出電壓 Uo不變; C端加上電壓Ue時(shí),B、D端的電壓: Uo=Ue×[R2/(R1+R2)]-Ue×[R3/(R3+R4)] 當(dāng)電橋平衡,即Uo=0時(shí),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(gè)公式可以看出電橋平衡時(shí): 供電電壓Ue波動(dòng)時(shí),輸出電壓Uo不變; 橋路的四個(gè)橋臂電阻R1、R2、R3、R4按相同比例變化時(shí),輸出電壓 Uo不變; 當(dāng)Ra’、Rb’按相同比例發(fā)生變化時(shí),對(duì)橋路輸出Uo沒(méi)有影響。Rc變化會(huì)影響橋路供電電壓,但對(duì)輸出Uo沒(méi)有影響。橋路輸出Uo僅和被測(cè)熱電阻R△有關(guān)。 在實(shí)際測(cè)量電路中,電橋并不一定設(shè)計(jì)成平衡狀態(tài),熱電阻從那個(gè)橋臂接入也沒(méi)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(dǎo)線影響的基本原理是相通的。 以電橋作為熱電阻測(cè)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(yīng)的電壓,對(duì)后續(xù)電路沒(méi)有嚴(yán)格要求,同時(shí)可以有效克服接線電阻對(duì)測(cè)量的影響。通過(guò)對(duì)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(cè)溫儀表中廣泛采用。 其它三線制測(cè)量方法 近些年來(lái),隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展,出現(xiàn)了一些無(wú)需采用前置電橋而測(cè)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(cè)量?jī)x表方式多 改變的,就是如果要接線電路對(duì)測(cè)量的影響,就至少需要知道其中一根導(dǎo)線所產(chǎn)生的影響。也就是說(shuō)除非可以忽略連接導(dǎo)線對(duì)測(cè)量的影響,否則至少需要三根連線。 圖四是一個(gè)集成溫度變送器前置部分的原理示意:當(dāng)恒流電流流經(jīng)線路電阻Ra、Rb和測(cè)溫電阻R△時(shí)將分別在這三個(gè)電阻上產(chǎn)生電壓。不難看出,當(dāng)三個(gè)導(dǎo)線電阻一致時(shí),恒流電流流經(jīng)R△所產(chǎn)生的電壓,等于V2-V1。很顯然當(dāng)三個(gè)導(dǎo)線電阻發(fā)生等量變化時(shí),這個(gè)關(guān)系依然成立。 三線制測(cè)量對(duì)導(dǎo)線的要求 從上面的原理分析可以看出,無(wú)論采用哪種方法,要導(dǎo)線Ra、Rb對(duì)于測(cè)量的影響,都有一個(gè)要求兩根導(dǎo)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(shí)對(duì)于導(dǎo)線Rc,雖然從理論上對(duì)測(cè)量不會(huì)發(fā)生影響,但那只是在理想狀態(tài)下的推導(dǎo),實(shí)際工作中,仍然會(huì)對(duì)測(cè)量產(chǎn)生影響,而要這種影響,就必須對(duì)這根導(dǎo)線的狀態(tài)有所了解,簡(jiǎn)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(dǎo)線,簡(jiǎn)單的方法就是:采用同規(guī)格同材質(zhì)的導(dǎo)線,例如使用三芯電纜;同時(shí)避免或減少中間接頭,因?yàn)榻宇^的質(zhì)量有可能對(duì)測(cè)量產(chǎn)生影響。
1、鉑熱電阻只是RTD的一種。 2、RTD是一個(gè)大類,包含很多種材料的溫度檢測(cè)儀。 RTD:電阻式溫度檢測(cè)儀,用于電阻式溫度測(cè)量的材質(zhì)很多,有銅電阻、鉑電阻。鉑電阻也分為Pt100和Pt1000,100和1000標(biāo)示它們?cè)?攝氏度的時(shí)候的電阻值。 RTD(Resistance Temperature Detector ) RTD是 Resistance Temperature Detector 的縮寫,意思是電阻溫度探測(cè)器。 電阻溫度探測(cè)器(RTD)實(shí)際上是一根特殊的導(dǎo)線,它的電阻隨溫度變化而變化,通常RTD材料包括銅、鉑、鎳及鎳/鐵合金。 RTD元件可以是一根導(dǎo)線,也可以是一層薄膜,采用電鍍或?yàn)R射的方法涂敷在陶瓷類材料基底上。 RTD的電阻值以0℃阻值作為標(biāo)稱值。0℃ 100Ω鉑RTD電阻在1℃時(shí)它的阻值通常為100.39Ω,50℃時(shí)為119.4Ω。RTD的誤差要比熱敏電阻小,對(duì)于鉑來(lái)說(shuō),誤差一般在0.01%,鎳一般為0.5%。除誤差和電阻較小以外,RTD與熱敏電阻的接口電路基本相同。 擴(kuò)展資料: RTD的測(cè)溫原理: 純金屬或某些合金的電阻隨溫度的升高而增大,隨溫度降低而減小。因此RTD有點(diǎn)像是一個(gè)溫電轉(zhuǎn)換器,把溫度變化轉(zhuǎn)化為電壓變化。適合RTD使用的金屬是在給定溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定的純金屬。電阻-溫度變化關(guān)系 是線性的,溫度系數(shù)(溫度系數(shù)的定義是單位溫度引起的電阻變化)越大越好,而且要能夠抵抗熱疲勞,隨溫度變化響應(yīng)靈敏。只有少數(shù)幾種金屬能夠滿足這樣的要求。 RTD通常用鉑金、銅或鎳。這幾種金屬的電阻-溫度關(guān)系如圖所示,它們的溫度系數(shù)較大,隨溫度變化響應(yīng)快,能夠抵抗熱疲勞,而且易于加工制造成為精密的線圈。 RTD是目前和穩(wěn)定的溫度傳感器。它的線性度優(yōu)于熱電偶和熱敏電阻。但RTD也是響應(yīng)速度較慢而且價(jià)格比較貴的溫度傳感器。因此RTD適合對(duì)精度有嚴(yán)格要求,而速度和價(jià)格不太關(guān)鍵的應(yīng)用領(lǐng)域。 參考資料: 百科-電阻溫度探測(cè)器 RTD包含了鉑熱電阻,RTD只不過(guò)是RTD面的一種,RTD包含的更廣。 下圖是一個(gè)典型的RTD的內(nèi)部構(gòu)造圖。其中的陶瓷絕緣體用于隔離金屬外殼和內(nèi)部的線圈。因科鎳合金是一種由鎳、鐵、鉻按一定比例組成的合金。因科鎳合金的耐腐蝕性很好,因此一般用它來(lái)做RTD的包殼材料。RTD探頭和流體接觸后,探頭迅速和周圍介質(zhì)達(dá)到熱平衡,通過(guò)測(cè)量鉑線圈的電阻即得到溫度的值。測(cè) 下圖顯示的是典型的RTD的保護(hù)套和探頭,保護(hù)套主要用于保護(hù)RTD免遭被測(cè)量介質(zhì)的破壞。保護(hù)套通常由不銹鋼、碳鋼、因科鎳或鑄鐵制成,使用溫度可以達(dá)到1100℃。 擴(kuò)展資料: 鉑熱電阻是把溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻值變化的一次元件,通常需要把電阻信號(hào)通過(guò)引線傳遞到計(jì)算機(jī)控制裝置或者其它一次儀表上。工業(yè)用熱電阻安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),與控制室之間存在一定的距離,因此熱電阻的引線對(duì)測(cè)量結(jié)果會(huì)有較大的影響。 鉑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(dǎo)線來(lái)引出電阻信號(hào)的方式叫二線制:這種引線方法很簡(jiǎn)單,但由于連接導(dǎo)線必然存在引線電阻r,r大小與導(dǎo)線的材質(zhì)和長(zhǎng)度的因素有關(guān),因此這種引線方式只適用于測(cè)量精度較低的場(chǎng)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,可以較好的引線電阻的影響,是工業(yè)過(guò)程控制中的常用的。 3四線制:在熱電阻的根部?jī)啥烁鬟B接兩根導(dǎo)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(zhuǎn)換成電壓信號(hào)U,再通過(guò)另兩根引線把U引至二次儀表。可見(jiàn)這種引線方式可完全引線的電阻影響,主要用于高精度的溫度檢測(cè)。 參考資料:百科鉑熱電阻 RTD(Resistance Temperature Detector ) RTD是 Resistance Temperature Detector 的縮寫,意思是電阻溫度探測(cè)器。 電阻溫度探測(cè)器(RTD)實(shí)際上是一根特殊的導(dǎo)線,它的電阻隨溫度變化而變化,通常RTD材料包括銅、鉑、鎳及鎳/鐵合金。 RTD元件可以是一根導(dǎo)線,也可以是一層薄膜,采用電鍍或?yàn)R射的方法涂敷在陶瓷類材料基底上。 RTD的電阻值以0℃阻值作為標(biāo)稱值。0℃ 100Ω鉑RTD電阻在1℃時(shí)它的阻值通常為100.39Ω,50℃時(shí)為119.4Ω。 ----------------------------------------------------------------------- 鉑熱電阻是RTD的一種! RTD:電阻式溫度檢測(cè)儀,用于電阻式溫度測(cè)量的材質(zhì)很多,有銅電阻、鉑電阻。鉑電阻也分為Pt100和Pt1000,100和1000標(biāo)示它們?cè)?攝氏度的時(shí)候的電阻值。 熱電阻的英文就是RTD,意思是一樣的
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S型熱電偶接上顯示儀表,儀表上就指示出熱電偶產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)的對(duì)應(yīng)溫度值。熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)將隨著測(cè)量端溫度升高而增長(zhǎng),熱電動(dòng)勢(shì)的大小只和熱電偶導(dǎo)體材質(zhì)以及兩端溫差有關(guān),和熱電極的長(zhǎng)度、直徑無(wú)關(guān)。 主要由接線盒、保護(hù)管、絕緣套管、接線端子、熱電極組成基本結(jié)構(gòu),并配以各種安裝固定裝置組成。 備注:關(guān)于本型號(hào)具體技術(shù)要求(如長(zhǎng)度、螺紋或法蘭接等)可與公司洽詢。 S型熱電偶特點(diǎn): a裝換簡(jiǎn)單、更換方便。 b壓簧式感溫元件,抗振性能好。 c測(cè)量范圍大。 d機(jī)械強(qiáng)度高,耐壓性能好。 產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) IEC584 IEC1515 GB/T16839-1997 JB/T5582-91 溫度測(cè)量范圍和允許誤差 熱電偶類別 代號(hào) 分度號(hào) 測(cè)量范圍℃ 允許偏差△t ℃ 鉑銠30—鉑銠6 WRR B 0~800 ±1.5℃或±0.25%t 鉑銠10—鉑 WRP S 0~1600 ±1.5℃或±0.25%t 熱響應(yīng)時(shí)間 在溫度出現(xiàn)階躍變化時(shí),熱電偶的輸出變化至相當(dāng)于該變化的50%,所需要的時(shí)間稱為熱響應(yīng)時(shí)間,用t0.5表示 S型熱電偶型號(hào)表示 WR□-□□□ W 溫度儀表 R 熱電偶 □熱電偶材料 R)鉑銠30-鉑銠6 P)鉑銠10-鉑 N)鎳鉻-鎳硅 E)鎳鉻-銅鎳 (鎳鉻-康銅) □安裝固定形式 1)無(wú)固定式裝置式 2)固定螺紋式 3)活動(dòng)式法蘭 4)固定法蘭式 5)活動(dòng)法蘭角尺形式 6)固定螺紋錐形 保護(hù)管式 □ 接線盒形式 2)防濺式 3)防水式 4)隔爆式 □設(shè)計(jì)序號(hào) 0)?16mm保護(hù)管 1)?25mm保護(hù)管(雙層套管) 2)?16mm高鋁質(zhì)管(單層套管) 3)?20mm高鋁質(zhì)管 熱電偶公稱壓力 一般是指在室溫情況下保護(hù)管所能承受的靜態(tài)外壓而不破裂。實(shí)際上,容許工作壓力不僅與保護(hù)管材料、直徑壁厚有關(guān),還與其結(jié)構(gòu)形式,安裝方法、置入深度以及被測(cè)介質(zhì)的流速和種類等有關(guān)。熱電偶小置入深度 應(yīng)不小于其保護(hù)管外徑的8~10倍(特殊產(chǎn)品例外)。 熱電偶絕緣電阻(常溫) 常溫絕緣電阻的試驗(yàn)電壓為直流500V±50V,測(cè)量常溫絕緣電阻的大氣條件為溫度15~35℃,相對(duì)濕度45%,大氣壓力86~106kPa。 a.對(duì)于長(zhǎng)度超過(guò)1米的熱電偶它的常溫絕緣電阻值與其長(zhǎng)度的乘積應(yīng)不小于100Mω。M。 即Rr.L≥100 Mω。M L>1m 式中:Rr-熱電偶的長(zhǎng)度,m b.對(duì)于長(zhǎng)度等于或不足1米的熱電偶,它的常溫絕緣電阻值應(yīng)不小于100 Mω 上限溫度絕緣電阻 熱電偶的上限溫度絕緣電阻應(yīng)不小于下表現(xiàn)定: 上限溫度tm℃ 試驗(yàn)溫度t℃ 電阻值Mω 100≤tm<300 t=tm 10 300≤tm<500 t=tm 2 500≤tm<850 t=tm 0.5 850≤tm<1000 t=tm 0.08 1000≤tm<1300 t=tm 0.02 tm>1300 t=1300 0.02 無(wú)固定裝置式(陶瓷保護(hù)管)熱電偶 熱電偶類別 產(chǎn)品型號(hào) 分度號(hào) 測(cè)溫范圍℃ 規(guī)格 熱響應(yīng)時(shí)間T0.5 S 直徑mm 保護(hù)管材料 單支鉑銠30-鉑銠6 WRR-120 B 0~1600 ¢16 剛玉質(zhì) <150 WRR-121 ¢25 ?。?60 雙支鉑銠30-鉑銠6 WRR2-120 ¢16 ?。?50 WRR2-121 ¢25 ?。?60 單支鉑銠10-鉑 WRP-120 S 0~1300 ¢16 高鋁質(zhì) ?。?50 WRP-121 ¢25 ?。?60 雙支鉑銠10-鉑 WRP2-120 ¢16 <150 WRP2-121 ¢25 ?。?60 單支鉑銠30-鉑銠6 WRR-130 B 0~1600 ¢16 剛玉質(zhì) <150 ?。?60 ?。?50 ?。?60 WRR-131 ¢25 雙支鉑銠30-鉑銠6 WRR2-130 ¢16 WRR2-131 ¢25 單支鉑銠10-鉑 WRP-130 S 0~1300 ¢16 高鋁質(zhì) ?。?50 ?。?60 <150 ?。?60 WRP-131 ¢25 雙支鉑銠10-鉑 WRP2-130 ¢16 WRP2-131 ¢25 注:1)結(jié)構(gòu)特征:非置入部分為碳鋼20# 2)直徑¢25mm為雙層瓷套管 S型熱電偶
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