溫度越高,電阻越大,即具有正電阻溫度系數(shù)
發(fā)布日期:2023-10-14 00:00 來源:http://www.fsyoumi.cn 點擊:
熱電阻的溫度測量原理是根據(jù)導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值,隨溫度的變化來測量溫度或與溫度相關(guān)的參數(shù)。
絕大多數(shù)金屬的電阻值隨溫度而變化。溫度越高,電阻越大,即具有正電阻溫度系數(shù)。大多數(shù)半導(dǎo)體材料都有負(fù)電阻溫度系數(shù),即溫度越高,電阻越小。
組成材料要求:
1、化學(xué)和物理性能在測溫范圍內(nèi)穩(wěn)定;
?。?、復(fù)現(xiàn)性好;
3、電阻溫度系數(shù)大,以獲得高靈敏度;
4、電阻率高,可獲得小體積元件;
?。?、電阻溫度特性盡可能接近線性;
?。?、價格低廉。
常用熱電阻原件:
常用的熱電阻元件有:鉑熱電阻、銅熱電阻、半導(dǎo)體熱敏電阻。
鉑熱電阻由高純鉑絲制成,具有測溫精度高、性能穩(wěn)定、再現(xiàn)性好、抗氧化等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于基準(zhǔn)、實驗室和工業(yè)。但在高溫下容易被還原氣氛污染,使鉑絲脆化,改變其電阻溫度特性,因此需要套管保護。鉑絲的純度是決定溫度計精度的關(guān)鍵。鉑絲的純度越高,穩(wěn)定性越高,再現(xiàn)性越好,溫度測量精度越高。
銅熱電阻的電阻值與溫度接近線性關(guān)系,電阻溫度系數(shù)也較大,價格便宜,因此在一些測量精度要求不是很高的情況下,經(jīng)常使用銅熱電阻。但它在100℃以上的氣氛中很容易被氧化,因此主要用于測量-50~150℃的溫度范圍。
半導(dǎo)體熱敏電阻的優(yōu)點:負(fù)電阻溫度系數(shù)大,靈敏度高。電阻率大,可作為體積小、電阻值大的電阻元件,熱慣性小,可測點溫度或動態(tài)溫度小。缺點:同一半導(dǎo)體熱敏電阻的電阻溫度特性分散性大,非線性嚴(yán)重,元件性能不穩(wěn)定,交換性差,精度低。
熱阻連接方式:
二線系統(tǒng):在熱電阻的兩端連接一根導(dǎo)線引出電阻信號的方式稱為二線系統(tǒng)。這種引線方法非常簡單,但由于導(dǎo)線必須有導(dǎo)線電阻R,R尺寸與導(dǎo)線的材料和長度有關(guān),因此這種導(dǎo)線方法只適用于測量精度較低的場合
三線系統(tǒng):在熱電阻根的一端連接一根導(dǎo)線,另一端連接兩根導(dǎo)線稱為三線系統(tǒng)。這種方法通常與電橋一起使用,可以更好地消除導(dǎo)線電阻的影響,是工業(yè)過程控制中常用的。
四線制:熱電阻根部兩端連接兩根導(dǎo)線的方式稱為四線制,兩根導(dǎo)線為熱電阻提供恒定的電流I,把R轉(zhuǎn)換成電壓信號U,然后通過另外兩根引線把手U引入二次儀表??梢姡@種引線方式可以完全消除引線的電阻影響,主要用于高精度溫度檢測。
安裝要求:
對于熱電阻的安裝,應(yīng)注意測溫準(zhǔn)確、安全可靠、維護方便,不影響設(shè)備的運行和生產(chǎn)操作。在選擇熱電阻的安裝位置和插入深度時,應(yīng)注意以下幾點:
?。薄榱耸篃犭娮铚y量端與被測介質(zhì)之間有充分的熱交換,應(yīng)合理選擇測點位置,盡量避免在閥門、彎頭、管道和設(shè)備死角附近安裝熱電阻。
?。病ПWo套的熱電阻有傳熱和散熱損失。為了減少測量誤差,熱電偶和熱電阻應(yīng)有足夠的插入深度:
1)測量管道中心流體溫度的熱電阻一般應(yīng)插入管道中心(垂直或傾斜安裝)。如果被測流體的管道直徑為200mm,則熱電阻插入深度為100mm;
2)對于高溫高壓和高速流體的溫度測量(如主蒸汽溫度),為了降低保護套對流體的阻力,防止保護套在流體作用下斷裂,可采用保護管淺插或熱套熱阻。淺插熱阻保護套管插入主蒸汽管道的深度不應(yīng)小于75mm;熱套式熱電阻的標(biāo)準(zhǔn)插入深度為100mm。