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熱電阻的應用原理

2019-09-30

    工業生產過程中需要對溫度進行監測,熱電阻是最常用的溫度監測傳感器。通常,測溫范圍在-200~500℃時,主要使用鉑熱電阻Pt100和銅熱電阻Cu50。鉑熱電阻因溫度系數高、電阻率大及復現性好而被廣泛使用[1]157。銅電阻的電阻率較小,體積大,且在高溫時易氧化,使用范圍受到限制。測溫范圍在500~1800℃時,主要使用熱電阻。K型熱電偶線性度好,化學性能穩定,熱電動勢大,價格相對便宜,是測量氧化性氣體的選擇。

    在現場測溫過程中,經常出現溫度測量不準或波動的現象,要進行具體分析和處理。1接頭處理不當通常,為了方便操作,溫度傳感器與其他器件的接線只是使用絕緣膠布包扎。這種連接方式會增大接觸電阻,對熱電阻測溫來說會導致測量值偏高;對熱電偶而言,接頭若處于電壓轉換成電流(V/I)信號之前,相當于冷端回路電阻增加,線路壓降增大,使溫度測量值偏低。無論是多線制的熱電阻或是兩線制的熱電偶,接頭都應該焊接。

    錫焊不僅簡單方便,而且連接牢固,接觸電阻小,且可防止氧化。一般熱電阻引出線通常較細,焊好后容易折斷或拉斷,因此對焊接處要作特殊處理。

    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準確度高,性能穩定。其中鉑熱是阻的測量準確度是高的,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 工業常用熱電阻感溫元件(電阻體)的結構及特點。從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同般采用三線制或四線制。

   (2)鎧裝的熱電阻 鎧裝的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,最小可達φmm。

    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??;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)端面銀川熱電阻 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。

熱電阻

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