熱電阻及其測溫原理 　　? 　　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，否則難以實現(xiàn)測量；而且，在較低溫區(qū)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儀表較為合適。 　　1、? 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(shù)。 　　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(shù)。 　　相比較而言，熱敏電阻的溫度系數(shù)更大，常溫下的電阻值更高（通常在數(shù)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(nèi)的溫度測量，其特點是測量準確、穩(wěn)定性好、性能可靠，在程控制中的應用極其廣泛。 　　? 　　2、? 工業(yè)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(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(wěn)定的溫度系數(shù)、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(nèi)具有穩(wěn)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(shù)關系（好呈線性關系）。 　　目前應用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(wěn)定性好，具有一定的非線性，溫度越高電阻變化率越??；銅電阻在測溫范圍內(nèi)電阻值和溫度呈線性關系，溫度線數(shù)大，適用于無腐蝕介質(zhì)，超過150易被氧化。中國常用的有R0=10Ω、R0=100Ω和R0=1000Ω等幾種，它們的分度號分別為Pt10、Pt100、Pt1000；銅電阻有R0=50Ω和R0=100Ω兩種，它們的分度號為Cu50和Cu100。其中Pt100和Cu50的應用為廣泛。 　　? 　　3、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引線傳遞到計算機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，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(zhì)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，可以較好的引線電阻的影響，是工業(yè)過程控制中的常用的引線電阻。熱電阻采用三線制，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，這樣了導線線路電阻帶來的測量誤差。? 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完全引線的電阻影響，主要用于高精度的溫度檢測。 　　? 　　4、? 熱電阻的結構形式 　　和熱電偶溫度傳感器相類似，工業(yè)上常用的熱電阻主要有普通裝配式熱電阻和鎧裝熱電阻兩種型式。 　　普通通裝配式熱電阻是由感溫體、有銹鋼外保護管、接線盒以及各種用途的固定裝置級成，安裝固定裝置有固定外螺紋、活動法蘭盤、固定法蘭和帶固定螺栓錐形保護管等形式。鎧裝熱電阻外保護套管采用不銹鋼，內(nèi)充高密度氧化物緣體，具有很強的抗污染性能和優(yōu)良的機械強度。與前者相比，鎧裝熱電阻具有直徑小、易彎曲、抗震性好、熱響應時間快、使用壽命長的優(yōu)點。 　　對于一些特殊的測溫場合，還可以選用一些專業(yè)型熱電阻，如，測量固體表面溫度可以選用端面熱電阻，在易燃易爆場合可以選用防爆型熱電阻，測量震動設備上的溫度可以選用帶有防震結構的熱電阻等 　　2線、3線、4線熱電阻測溫原理有何區(qū)別 與熱電阻連接的檢測設備（溫控表、PLC輸入等）都有四個接線端子。I+、I-、V+、V-。? 其中，I+、I-端是為了給熱電阻提供恒定的電流，V+、V-是用來監(jiān)測熱電阻的電壓變化，依次檢測溫度變化。? 4線就是從熱電阻兩端引出4線，和4個端子連接。? 3線就是引出3線，這需要檢測設備方的I-\V-短接。? 2線就使引出2線，這需要檢測設

　　熱電偶：一種測溫度的傳感器，與熱電阻一樣都是溫度傳感器，但是他和熱電阻的區(qū)別主要在于： 　　 ，信號的性質(zhì)，熱電阻本身是電阻，溫度的變化，使電阻產(chǎn)生正的或者是負的阻值變化；而熱耦，是產(chǎn)生感應電壓的變化，他隨溫度的改變而改變。 　　第二，兩種傳感器檢測的溫度范圍不一樣，熱阻一般檢測0-150度溫度范圍（當然可以檢測負溫度），熱耦可檢測0-1000度的溫度范圍（甚至更高）所以，前者是低溫檢測，后者是高溫檢測。 　　第三，從材料上分，熱阻是一種金屬材料，具有溫度敏感變化的金屬材料，熱耦是雙金屬材料，既兩種不同的金屬，由于溫度的變化，在兩個不同金屬絲的兩端產(chǎn)生電勢差。 　　熱電阻（thermal resistor）是中低溫區(qū)常用的一種溫度檢測器。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。 　　熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應用多的是鉑和銅，此外，現(xiàn)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，常用的是鉑絲。工業(yè)測量用金屬熱電阻材料除鉑絲外，還有銅、鎳、鐵、鐵—鎳等。

　　熱電阻測量溫度的簡單回路由：熱電阻、溫度變換器、指示器組成。對于這個這個回路中任意一個儀表出現(xiàn)問題，終的溫度顯示總是不正常的。不正常的溫度顯示有 值，小值，在某一點保持不變，無規(guī)則的上、下波動。對于有異常溫度顯示時，首先對溫度變換器的輸入端的熱電阻三根拆除（注意要作好標記，在恢復接線時不會出錯），用萬用表分別測量兩根線，檢查現(xiàn)場的熱電阻狀態(tài)是否完好。正常的情況下，其中一根線對另外兩根線的電阻是一樣的（如果被測對象的實際溫度是高與0℃，一般都在100歐姆以上，且穩(wěn)定），另外的兩根線之間的電阻很?。ㄒ话阒挥袔讉€歐姆），這時表示現(xiàn)場的熱電阻是好的，并且信號電纜也是好的；否則，到現(xiàn)場檢查熱電阻本體的接線端子，如果檢查的結果和在溫度變換器處檢查的差不多，說明熱電阻壞了，需要更換。不然就是信號電纜有開路或短路的現(xiàn)象。如果在溫度變換器處測得的熱電阻是好的，那就檢查溫度變換器，對溫度變換器加入模擬熱電阻的電阻信號，在全量程的范圍加入0％、25％、50％、75％、100％溫度模擬信號，檢測溫度變換器的輸出是對應的4mA、8mA、12mA、16mA、20mA的電流信號，或1V、2V、3V、4V、5V的電壓信號，如果對應輸入信號的輸出信號是準確的，說明溫度變換器的好的，否則就是有問題，如經(jīng)過調(diào)整依然無法恢復，那就更換溫度變換器。如果溫度變換器是好的，異?，F(xiàn)象依舊，那就要檢查顯示器。顯示器的好壞也是通過加入信號，根據(jù)輸入信號的值觀看顯示結果是否對應。一般情況下，這種回路出現(xiàn)故障的因素極大多數(shù)是在熱電阻，這是因為它受外界的影響 。當熱電阻開路時，溫度顯示為 值；當熱電阻短路時，溫度顯示為小；當熱電阻受外界沖擊，造成電阻絲時斷開時接通，或時短路時正常時，溫度顯示值是無規(guī)則的波動；溫度顯示呆板不動，基本上是溫度變換器或顯示器有問題。