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熱電阻的原理及構造

熱電阻是中低溫區最常用的一種溫度檢測器。它的主要特點是測量精度高,性能穩定。其中鉑熱電阻的測量精確度是最高的,它不僅廣泛應用于工業測溫,而且被制成標準的基準儀。

1.熱電阻測溫原理及材料

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。熱電阻大都由純金屬材料制成,目前應用最多的是鉑和銅,此外,現在已開始采用甸、鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。

2.熱電阻的結構

(1)精通型熱電阻

熱電阻的測溫原理可知,被測溫度的變化是直接通過熱電阻阻值的變化來測量的,因此,熱電阻體的引出線等各種導線電阻的變化會給溫度測量帶來影響。為消除引線電阻的影響一般采用三線制或四線制。

(兩線制:兩根線及傳輸電源又傳輸信號,也就是傳感器輸出的負載和電源是串聯在一起的,電源是從外部引入的,和負載串聯在一起來驅動負載。 三線制:三線制傳感器就是電源正端和信號輸出的正端分離,但它們共用一個COM端。 四線制:電源兩根線,信號兩根線。電源和信號是分開工作的。)

(2)鎧裝熱電阻

鎧裝熱電阻是由感溫元件(電阻體)、引線、絕緣材料、不銹鋼套管組合而成的堅實體它的外徑一般為φ2~φ8mm。與普通型熱電阻相比,它有下列優點:①體積小,內部無空氣隙,熱慣性上,測量滯后小;②機械性能好、耐振,抗沖擊;③能彎曲,便于安裝④使用壽命長。

(3)端面熱電阻

端面熱電阻感溫元件由特殊處理的電阻絲材繞制,緊貼在溫度計端面,它與一般軸向熱電阻相比,能更正確和快速地反映被測端面的實際溫度,適用于測量軸瓦和其他機件的端面溫度。

(4)隔爆型熱電阻

隔爆型熱電阻通過特殊結構的接線盒,把其外殼內部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影響而發生的爆炸局限在接線盒內,生產現場不會引超爆炸。隔爆型熱電阻可用于Bla~B3c級區內具有爆炸危險場所的溫度測量。

3.熱電阻測溫系統的組成

熱電阻測溫系統一般由熱電阻、連接導線和顯示儀表等組成。必須注意以下兩點:

①熱電阻和顯示儀表的分度號必須一致

②為了消除連接導線電阻變化的影響,必須采用三線制接法

熱電阻顧名思義,它的電阻的阻值是隨著溫度變化而變化的,比如,用線性比較好的鉑絲、銅絲作的電阻。工業用熱電阻一般采用Pt100,Pt10,Pt1000、Cu50,Cu100,鉑熱電阻的測溫的范圍一般為零下200-800攝氏度,銅熱電阻為零下40到140攝氏度。

如用鉑絲做成的熱電阻,其分度號稱Pt100。就是說它的阻值在0度時為100歐姆,負200度時為18.52歐姆,200度時為175.86歐姆,800度時為375.70歐姆。

比如用銅絲作的熱電阻,分度號Cu50。它在0度時,阻值是50歐姆,100度時是71.400歐姆。

熱電阻公式都是Rt=Ro(1+A*t+B*t*t);Rt=Ro[1+A*t+B*t*t+C(t-100)*t*t*t] 的形式,t表示攝氏溫度,Ro是零攝氏度時的電阻值,A、B、C都是規定的系數,對于Pt100,Ro就等于100。

分度號定義:代表溫度范圍,且代表每種分度號的熱電偶或熱電阻具體多少溫度輸出多少伏特的電壓或者毫伏的電壓。

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