热电阻是把温度变化转换为电阻值变化的一次元件,通常需要把电阻信号通过引线传递到计算机控制装置或者其它一次仪表上。
工业用热电阻安装在生产现场,与控制室之间存在一定的距离,因此热电阻的引线对测量结果会有较大的影响。
目前热电阻的引线主要有三种方式:
二线制:在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二线制:
这种引线方法很简单,但由于连接导线必然存在引线电阻r,r大小与导线的材质和长度的因素有关,因此这种引线方式只适用于测量精度较低的场合
三线制:在热电阻的根部的一端连接一根引线,另一端连接两根引线的方式称为三线制;
这种方式通常与电桥配套使用,可以较好的消除引线电阻的影响,是工业过程控制中的*常用的。
四线制:在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制,其中两根引线为热电阻提供恒定电流I,把R转换成电压信号U,再通过另两根引线把U引至二次仪表。
可见这种引线方式可完全消除引线的电阻影响,主要用于高精度的温度检测。
热电阻采用三线制接法。采用三线制是为了消除连接导线电阻引起的测量误差。
这是因为测量热电阻的电路一般是不平衡电桥。
热电阻作为电桥的一个桥臂电阻,其连接导线(从热电阻到中控室)也成为桥臂电阻的一部分,这一部分电阻是未知的且随环境温度变化,造成测量误差。
采用三线制,将导线一根接到电桥的电源端,其余两根分别接到热电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上,这样消除了导线线路电阻带来的测量误差。
热电阻与热电偶一样都适合工业现场测温,相对来说,热电阻适合要求测量精准度高,无振动场合,但是有一点相同的是,都适合远距离温度测量要求。热电阻大部分都是由金属材料制成的,有镍,锰。铂,铑,铁等等,热电阻按感温元件材料可分为两大类:
①金属导体,如铂、铜、镍等;
②半导体,如鍺、碳热敏电阻等。
以下是常用热电阻材料特性说明:
一、铂热电阻:
熔点:1769℃
密度:21.5
电阻率:0.105
膨胀系数:0.9
测温范围:-200~850℃
特点:
1.抗氧化性能好,在高温时物理化性能稳定
2.电阻率大,线径可以做得很细
3.电阻与溫度关系复现性好
4.价格贵,抗还原性能较差
二、铜热电阻:
熔点:1084℃
密度:8.9
电阻率:0.0175
膨胀系数:16.6
测温范围:-50~150℃
特点:
1.在-50℃~+150℃温度范围内抗氧化性能较好,性能稳定
2.有较大的电阻温度系数
3.容易加工,价格便宜
4.在-50℃~+150℃温度范围内电与温度关系基本呈线性
5.电阻率较小,抗还原性能较差
三、镍热电阻:
熔点:1488℃
密度:8.75
电阻率:0.070
膨胀系数:13.8
测温范围:-30~160℃
特点:
1.在-30℃+160℃温度范围内抗氧化性能较好
2.有很高的电阻率和电阻温度系数
3.不易加工,电阻与温度关系特性复现性差
以上是关于产品的三种常用热电阻材料说明,如果要了解更多的请参考相关资料。
电阻是中低温区常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高,性能稳定。其中铂热是阻的测量精确度是最高的,它不仅广泛应用于工业测温,而且被制成标准的基准仪。
1、热电阻测温原理及材料
热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由纯金属材料制成,目前应用较多的是铂和铜,此外,现在已开始采用甸、镍、锰和铑等材料制造热电阻。
2、热电阻的结构
(1)精通型热电阻工业常用热电阻感温元件(电阻体)的结构及特点见表2-1-11。从热电阻的测温原理可知,被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的,因此,热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。为消除引线电阻的影响同般采用三线制或四线制。
(2)铠装热电阻铠装热电阻是由感温元件(电阻体)、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体,它的外径一般为φ2~φ8mm,最小可达φmm。与普通型热电阻相比,它有下列优点:①体积小,内部无空气隙,热惯性上,测量滞后小;②机械性能好、耐振,抗冲击;③能弯曲,便于安装④使用寿命长。
(3)端面热电阻端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制,紧贴在温度计端面,其结构如图2-1-8所示。它与一般轴向热电阻相比,能更正确和快速地反映被测端面的实际温度,适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。
(4)隔爆型热电阻隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒,把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内,生产现场不会引超爆炸。隔爆型热电阻可用于Bla~B3c级区内具有爆炸危险场所的温度测量。
3、热电阻测温系统的组成
热电阻测温系统一般由热电阻、连接导线和显示仪表等组成。必须注意以下两点:
①热电阻和显示仪表的分度号必须一致;
②为了消除连接导线电阻变化的影响,必须采用三线制接法。