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(shí)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(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?zé)犭娮璧淖柚底兓涂梢詼y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(diǎn)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(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，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?？梢娺@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(hù)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(hù)管等形式。鎧裝熱電阻外保護(hù)套管采用不銹鋼，內(nèi)充高密度氧化物緣體，具有很強(qiáng)的抗污染性能和優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)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(diǎn)。 　　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)

  熱電偶可以直接測量溫度并把溫度號轉(zhuǎn)換成熱電動勢號，再轉(zhuǎn)換成被測介質(zhì)的溫度。常作為測溫元件用于爐溫測試儀中，所以熱電偶的正確使用是非常重要，事關(guān)著溫度曲線的變化情況。由于熱電偶時易耗品，所以在使用的過程中比較容易出現(xiàn)問題。所以了解熱電偶的正確使用方法可以更好的延長其使用壽命以及為企業(yè)節(jié)省成本。   一、熱電偶在粘貼工件時一定得記住緊密貼合產(chǎn)品工件，不能讓熱電偶的焊點(diǎn)在里面晃動，特別是熱電偶焊點(diǎn)當(dāng)跟金屬碰到一起的時候，容易產(chǎn)生瞬間電壓，而導(dǎo)致測出來的溫度曲線某個地方溫度突然升得很高，這樣又會引起分析軟件Y軸坐標(biāo)也跟著變得很高，那么整個曲線就會看起來很小了。   二、熱電偶正確的接線方法是：紅線接負(fù)極，黃線接正極，接的時候兩股線一定要往上頂?shù)焦孱^的三角處，防止裸露的部份短路。   三、針對玻璃纖維的熱電偶，在插拔時千萬要記得用手捏住公插頭往外拔，不要去拉線，這樣容易造成保護(hù)套被拉松或拉出公插頭，造成線芯裸露，而導(dǎo)致短路的現(xiàn)象。   四、使用時千萬不要打結(jié)或折成90度以上，這樣很容易造成內(nèi)部的兩根線芯斷裂，斷了之后你都不知道在哪里斷的，那么這根熱電偶就沒用了，使用時要細(xì)心一點(diǎn)，不能野蠻施工。   1、熱電偶的分度號必須與所采用溫度測控儀表所要求的熱電偶一致；   2、安裝熱電偶的位置應(yīng)盡可能離開強(qiáng)電磁場，避開大功率電源線，以免測溫儀表引入附加千擾號；   3、合理選擇熱電偶外套管的材質(zhì)、外徑大小，確保有足夠的強(qiáng)度，并且要適應(yīng)被測環(huán)境氣氛。外套管表面應(yīng)保持清潔，表面污漬會使熱阻增加，測量溫度將低于實(shí)際溫度；   4、熱電偶不能長時間在 允許溫度下工作，否則將造成熱電偶材質(zhì)變化，導(dǎo)致測量誤差增大。在測量低溫時，為減小熱電偶的熱惰性，可采用碰底型或露頭型熱電偶；   5、應(yīng)經(jīng)常檢查電極和外套管是否完好，如果發(fā)現(xiàn)局部直徑變細(xì)或外套管表面腐蝕嚴(yán)重等現(xiàn)象，應(yīng)停止使用，并更換新熱電偶。熱電偶損壞后，可將損壞的一端去掉，或者是把測量端與參考端對調(diào)，重新焊接，經(jīng)過校驗(yàn)后還可繼續(xù)使用。 zyclxmzsw