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热电阻的原理及构造

点击次数:2554 发布时间:2011-11-23
       热电阻是中低温区zui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。其中铂热电阻的测量度是zui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zui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 

     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一般采用三线制或四线制。

(两线制:两根线及传输电源又传输信号,也就是传感器输出的负载和电源是串联在一起的,电源是从外部引入的,和负载串联在一起来驱动负载。 三线制:三线制传感器就是电源正端和信号输出的正端分离,但它们共用一个COM端。 四线制:电源两根线,信号两根线。电源和信号是分开工作的。)

(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。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,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

       热电阻顾名思义,它的电阻的阻值是随着温度变化而变化的,比如,用线性比较好的铂丝、铜丝作的电阻。工业用热电阻一般采用Pt100,Pt10,Pt1000、Cu50,Cu100,铂热电阻的测温的范围一般为零下200-800摄氏度,铜热电阻为零下40到140摄氏度。

      如用铂丝做成的热电阻,其分度号称Pt100。就是说它的阻值在0度时为100欧姆,负200度时为18.52欧姆,200度时为175.86欧姆,800度时为375.70欧姆。

      比如用铜丝作的热电阻,分度号Cu50。它在0度时,阻值是50欧姆,100度时是71.400欧姆。 

      热电阻公式都是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表示摄氏温度,Ro是零摄氏度时的电阻值,A、B、C都是规定的系数,对于Pt100,Ro就等于100。

       分度号定义:代表温度范围,且代表每种分度号的热电偶或热电阻具体多少温度输出多少伏特的电压或者毫伏的电压。

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