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工業(yè)熱電阻

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  • 產(chǎn)品名稱：鎧裝熱電阻
  • 產(chǎn)品型號(hào)：
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介紹：

熱電阻是中低溫區(qū)***常用的一種溫度檢測(cè)器

。它的主要特點(diǎn)是測(cè)量精度高
，性能穩(wěn)定
。其中鉑熱電阻的測(cè)量準(zhǔn)確度是***高的，它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)溫
，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀
。
與熱電偶的測(cè)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(cè)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(cè)量出感溫?zé)犭娮璧淖柚底兓?div id="4qifd00" class="flower right">
，就可以測(cè)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(shí)的阻值
；Rt0為溫度t0（通常t0=0℃）時(shí)對(duì)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(shí)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(cè)溫范圍只有-50~300℃左右
，大量用于家電和汽車用溫度檢測(cè)和控制。金屬熱電阻一般適用于-200~500℃范圍內(nèi)的溫度測(cè)量
，其特點(diǎn)是測(cè)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。
熱電阻材料
熱電阻測(cè)溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進(jìn)行溫度測(cè)量的
。熱電阻大都由純金屬材料制成
，目前應(yīng)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。
熱電阻種類
（1）精密型熱電阻：工業(yè)常用熱電阻感溫元件（電阻體）的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)
。從熱電阻的測(cè)溫原理可知，被測(cè)溫度的變化是直接通過熱電阻阻值的變化來測(cè)量的
，因此
，熱電阻體的引出線等各種導(dǎo)線電阻的變化會(huì)給溫度測(cè)量帶來影響。為消除引線電阻的影響同般采用三線制或四線制
。
（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(jiān)實(shí)體，它的外徑一般為φ2~φ8mm
，***小可達(dá)φmm
。 與普通型熱電阻相比，它有下列優(yōu)點(diǎn)：
①體積小
，內(nèi)部無空氣隙
，熱慣性上，測(cè)量滯后?div id="4qifd00" class="flower right">
。?br/>②機(jī)械性能好
、耐振
，抗沖擊
；
③能彎曲，便于安裝
；
④使用壽命長(zhǎng)
。
（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(jì)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(cè)端面的實(shí)際溫度
，適用于測(cè)量軸瓦和其他機(jī)件的端面溫度
。
（4）隔爆型熱電阻：隔爆型熱電阻通過特殊結(jié)構(gòu)的接線盒，把其外殼內(nèi)部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影響而發(fā)生的爆炸局限在接線盒內(nèi)
，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)不會(huì)引超爆炸
。隔爆型熱電阻可用于Bla~B3c級(jí)區(qū)內(nèi)具有爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的溫度測(cè)量
。


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(gè)性質(zhì)，但并不是都能用作測(cè)溫?zé)犭娮?div id="d48novz" class="flower left">
，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小
；銅電阻在測(cè)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。zg*******常用的有R0=10Ω
、R0=100Ω和R0=1000Ω等幾種
，它們的分度號(hào)分別為Pt10、Pt100
、Pt1000
；銅電阻有R0=50Ω和R0=100Ω兩種，它們的分度號(hào)為Cu50和Cu100
。其中Pt100和Cu50的應(yīng)用***為廣泛。
熱電阻的信號(hào)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(hào)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(chǎng)，與控制室之間存在一定的距離
，因此熱電阻的引線對(duì)測(cè)量結(jié)果會(huì)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(hào)的方式叫二線制：這種引線方法很簡(jiǎn)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(zhǎng)度的因素有關(guān)
，因此這種引線方式只適用于測(cè)量精度較低的場(chǎng)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，可以較好的消除引線電阻的影響
，是工業(yè)過程控制中的***常用的引線電阻
。
○3四線制：在熱電阻的根部?jī)啥烁鬟B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(hào)U
，再通過另兩根引線把U引至二次儀表
?div id="jfovm50" class="index-wrap">？梢娺@種引線方式可******消除引線的電阻影響，主要用于高精度的溫度檢測(cè)
。

熱電阻采用三線制接法
。采用三線制是為了消除連接導(dǎo)線電阻引起的測(cè)量誤差。這是因?yàn)闇y(cè)量熱電阻的電路一般是不平衡電橋
。熱電阻作為電橋的一個(gè)橋臂電阻
，其連接導(dǎo)線（從熱電阻到中控室）也成為橋臂電阻的一部分
，這一部分電阻是未知的且隨環(huán)境溫度變化
，造成測(cè)量誤差。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，這樣消除了導(dǎo)線線路電阻帶來的測(cè)量誤差
。工業(yè)上一般都采用三線制接法
。熱電偶產(chǎn)生的是毫伏信號(hào)
，不存在這個(gè)問題
。
熱電阻測(cè)溫系統(tǒng)的組成 
（1）熱電阻測(cè)溫系統(tǒng)一般由熱電阻
、連接導(dǎo)線和顯示儀表等組成。須***注意以下兩點(diǎn)：
①熱電阻和顯示儀表的分度號(hào)須***一致
②為了消除連接導(dǎo)線電阻變化的影響
，須***采用三線制接法
。具體內(nèi)容參見本篇第三章。
（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(jiān)實(shí)體
，它的外徑一般為φ2~φ8mm，***小可達(dá)φmm
。 與普通型熱電阻相比
，它有下列優(yōu)點(diǎn)：
①體積小，內(nèi)部無空氣隙
，熱慣性上
，測(cè)量滯后小
； 
②機(jī)械性能好、耐振
，抗沖擊
；
③能彎曲，便于安裝
④使用壽命長(zhǎng)
。
（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(jì)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(cè)端面的實(shí)際溫度
，適用于測(cè)量軸瓦和其他機(jī)件的端面溫度
。
（4）隔爆型熱電阻 隔爆型熱電阻通過特殊結(jié)構(gòu)的接線盒
，把其外殼內(nèi)部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影 電阻體的斷路修理必然要改變電阻絲的長(zhǎng)短而影響電阻值，為此更換新的電阻體為好
，若采用焊接修理
，焊后要校驗(yàn)合格后才能使用。

熱電偶和熱電阻的區(qū)別

熱電偶與熱電阻均屬于溫度測(cè)量中的接觸式測(cè)溫，盡管其作用相同都是測(cè)量物體的溫度
，但是他們的原理與特點(diǎn)卻不盡相同.


首先
，介紹一下熱電偶
，熱電偶是溫度測(cè)量中應(yīng)用***廣泛的溫度器件
，他的主要特點(diǎn)就是測(cè)溫范圍寬，性能比較穩(wěn)定
，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好
，更能夠遠(yuǎn)傳4-20mA電信號(hào)
，便于自動(dòng)控制和集中控制。熱電偶的測(cè)溫原理是基于熱電效應(yīng)
。將兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體連接成閉合回路，當(dāng)兩個(gè)接點(diǎn)處的溫度不同時(shí)
，回路中將產(chǎn)生熱電勢(shì)
，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，又稱為塞貝克效應(yīng)
。閉合回路中產(chǎn)生的熱電勢(shì)有兩種電勢(shì)組成
；溫差電勢(shì)和接觸電勢(shì)。溫差電勢(shì)是指同一導(dǎo)體的兩端因溫度不同而產(chǎn)生的電勢(shì)
，不同的導(dǎo)體具有不同的電子密度
，所以他們產(chǎn)生的電勢(shì)也不相同，而接觸電勢(shì)顧名思義就是指兩種不同的導(dǎo)體相接觸時(shí)
，因?yàn)樗麄兊碾娮用芏炔煌援a(chǎn)生一定的電子擴(kuò)散，當(dāng)他們達(dá)到一定的平衡后所形成的電勢(shì)
，接觸電勢(shì)的大小取決于兩種不同導(dǎo)體的材料性質(zhì)以及他們接觸點(diǎn)的溫度
。目前******上應(yīng)用的熱電偶具有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，******上規(guī)定熱電偶分為八個(gè)不同的分度
，分別為B
，R，S
，K
，N
，E
，J和T，其測(cè)量溫度的***低可測(cè)零下270攝氏度
，***高可達(dá)1800攝氏度
，其中B
，R，S屬于鉑系列的熱電偶
，由于鉑屬于貴重金屬
，所以他們又被稱為貴金屬熱電偶而剩下的幾個(gè)則稱為廉價(jià)金屬熱電偶。熱電偶的結(jié)構(gòu)有兩種
，普通型和鎧裝型。普通性熱電偶一般由熱電極
，絕緣管
，保護(hù)套管和接線盒等部分組成，而鎧裝型熱電偶則是將熱電偶絲
，絕緣材料和金屬保護(hù)套管三者組合裝配后
，經(jīng)過拉伸加工而成的一種堅(jiān)實(shí)的組合體。但是熱電偶的電信號(hào)卻需要一種特殊的導(dǎo)線來進(jìn)行傳遞
，這種導(dǎo)線我們稱為補(bǔ)償導(dǎo)線
。不同的熱電偶需要不同的補(bǔ)償導(dǎo)線
，其主要作用就是與熱電偶連接
，使熱電偶的參比端遠(yuǎn)離電源，從而使參比端溫度穩(wěn)定
。補(bǔ)償導(dǎo)線又分為補(bǔ)償型和延長(zhǎng)型兩種
，延長(zhǎng)導(dǎo)線的化學(xué)成分與被補(bǔ)償?shù)臒犭娕枷嗤菍?shí)際中
，延長(zhǎng)型的導(dǎo)線也并不是用和熱電偶相同材質(zhì)的金屬
，一般采用和熱電偶具有相同電子密度的導(dǎo)線代替。補(bǔ)償導(dǎo)線的與熱電偶的連線一般都是很明了
，熱電偶的正極連接補(bǔ)償導(dǎo)線的紅色線，而負(fù)極則連接剩下的顏色
。一般的補(bǔ)償導(dǎo)線的材質(zhì)大部分都采用銅鎳合金
。

其次我們介紹一下熱電阻，熱電阻雖然在工業(yè)中應(yīng)用也比較廣泛
，但是由于他的測(cè)溫范圍使他的應(yīng)用受到了一定的限制
，熱電阻的測(cè)溫原理是基于導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨著溫度的變化而變化的特性。其優(yōu)點(diǎn)也很多
，也可以遠(yuǎn)傳電信號(hào)
，靈敏度高，穩(wěn)定性強(qiáng)，互換性以及準(zhǔn)確性都比較好
，但是需要電源激勵(lì)，不能夠瞬時(shí)測(cè)量溫度的變化
。工業(yè)用熱電阻一般采用Pt100
，Pt10，Cu50
，Cu100
，鉑熱電阻的測(cè)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
。熱電阻和熱電偶一樣的區(qū)分類型
，但是他卻不需要補(bǔ)償導(dǎo)線，而且比熱點(diǎn)偶便宜。熱電偶的工作原理和常用熱電偶

概述： 
作為工業(yè)測(cè)溫中***廣泛使用的溫度傳感器之一——熱電偶

，與鉑熱電阻一起
，約占整個(gè)溫度傳感器總量的60%，熱電偶通常和顯示儀表等配套使用
，直接測(cè)量各種生產(chǎn)過程中-40～1800℃范圍內(nèi)的液體
、蒸氣和氣體介質(zhì)以及固體的表面溫度。
熱電偶工作原理：
將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體（稱為熱電偶絲材或熱電極）兩端焊接起來
，構(gòu)成一個(gè)閉合回路
，當(dāng)兩導(dǎo)體之間存在溫差時(shí)，便產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)
，在回路中就會(huì)形成一個(gè)大小的電流，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)
，而這種電動(dòng)勢(shì)稱為熱電勢(shì)
。熱電偶就是利用這種原理進(jìn)行溫度測(cè)量的，其中
， 直接用作測(cè)量介質(zhì)溫度的一端叫做工作端（也稱為測(cè)量端）
，另一端叫做冷端（也稱為補(bǔ)償端）；冷端與顯示儀表或配套儀表連接
，顯示儀表會(huì)指出熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)
。


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