熱電阻及其測溫原理 　　? 　　在工業(yè)應(yīng)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(yīng)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?zé)犭娮璧淖柚底兓?，就可以測量出溫度。目前主要有金屬熱電阻和半導(dǎo)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(guān)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(yīng)電阻值；α為溫度系數(shù)。 　　半導(dǎo)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時的阻值；A、B取決于半導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu)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(yán)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(zhǔn)確、穩(wěn)定性好、性能可靠，在程控制中的應(yīng)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(dǎo)體都有這個性質(zhì)，但并不是都能用作測溫?zé)犭娮?，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(xué)物理性能、材料的復(fù)制性好、電阻值隨溫度變化要有間值函數(shù)關(guān)系（好呈線性關(guān)系）。 　　目前應(yīng)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(guān)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(yīng)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(zhuǎn)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(jié)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(dǎo)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(dǎo)線必然存在引線電阻r，r大小與導(dǎo)線的材質(zhì)和長度的因素有關(guān)，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(dǎo)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(dǎo)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(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(jié)構(gòu)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(yīng)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(shè)備上的溫度可以選用帶有防震結(jié)構(gòu)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(shè)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(shè)備方的I-\V-短接。? 2線就使引出2線，這需要檢測設(shè)

　　S型熱電偶接上顯示儀表，儀表上就指示出熱電偶產(chǎn)生的熱電動勢的對應(yīng)溫度值。熱電偶的熱電動勢將隨著測量端溫度升高而增長，熱電動勢的大小只和熱電偶導(dǎo)體材質(zhì)以及兩端溫差有關(guān)，和熱電極的長度、直徑無關(guān)。 主要由接線盒、保護管、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)于本型號具體技術(shù)要求（如長度、螺紋或法蘭接等）可與公司洽詢。 　　S型熱電偶特點： 　　a裝換簡單、更換方便。 　　b壓簧式感溫元件，抗振性能好。 　　c測量范圍大。 　　d機械強度高，耐壓性能好。 　　產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) 　　IEC584 　　IEC1515 　　GB/T16839-1997 　　JB/T5582-91 　　溫度測量范圍和允許誤差 　　熱電偶類別 　　代號 　　分度號 　　測量范圍℃ 　　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)時間 　　在溫度出現(xiàn)階躍變化時，熱電偶的輸出變化至相當(dāng)于該變化的50%，所需要的時間稱為熱響應(yīng)時間，用t0.5表示 　　S型熱電偶型號表示 　　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）無固定式裝置式 　　2）固定螺紋式 　　3）活動式法蘭 　　4）固定法蘭式 　　5）活動法蘭角尺形式 　　6）固定螺紋錐形 保護管式 　　□ 接線盒形式 　　2）防濺式 　　3）防水式 　　4）隔爆式 　　□設(shè)計序號 　　0）?16mm保護管 　　1）?25mm保護管（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管所能承受的靜態(tài)外壓而不破裂。實際上，容許工作壓力不僅與保護管材料、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電壓為直流500V±50V，測量常溫絕緣電阻的大氣條件為溫度15～35℃，相對濕度45%，大氣壓力86～106kPa。 a.對于長度超過1米的熱電偶它的常溫絕緣電阻值與其長度的乘積應(yīng)不小于100Mω。M。 　　即Rr.L≥100 Mω。M L＞1m 式中：Rr－熱電偶的長度，m b.對于長度等于或不足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 　　無固定裝置式（陶瓷保護管）熱電偶 　　熱電偶類別 　　產(chǎn)品型號 　　分度號 　　測溫范圍℃ 　　規(guī)格 　　熱響應(yīng)時間T0.5 S 　　直徑mm 　　保護管材料 　　單支鉑銠30-鉑銠6 　　WRR-120 　　B 　　0~1600 　　￠16 　　剛玉質(zhì) 　?。?50 　　WRR-121 　　￠25 　?。?60 　　雙支鉑銠30-鉑銠6 　　WRR2-120 　　￠16 　?。?50 　　WRR2-121 　　￠25 　　＜360 　　單支鉑銠10-鉑 　　WRP-120 　　S 　　0~1300 　　￠16 　　高鋁質(zhì) 　?。?50 　　WRP-121 　　￠25 　　＜360 　　雙支鉑銠10-鉑 　　WRP2-120 　　￠16 　?。?50 　　WRP2-121 　　￠25 　?。?60 　　單支鉑銠30-鉑銠6 　　WRR-130 　　B 　　0~1600 　　￠16 　　剛玉質(zhì) 　?。?50 　?。?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 　　＜360 　?。?50 　　＜360 　　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