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熱電阻的原理都有哪些?
更新時間:2022-02-08   點(diǎn)擊次數(shù):276次

熱電阻的原理都有哪些?

        熱電阻是中低溫地區(qū)常用的一種溫度檢測器。
        熱電阻測溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度升高而增大的特性。
        其主要特點(diǎn)是測量精度高、性能穩(wěn)定。
        其中,鉑熱電阻的測量程度是肯定的,它不僅廣泛用于工業(yè)溫度測量,而且還被制成了標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)。
        熱電阻大多采用純金屬材料,目前采用鉑金和銅。此外,鎳、錳和銠已開始用于制造熱電阻。
        金屬熱敏電阻常用的感溫材料種類很多,常用的是鉑絲。工業(yè)測量用金屬熱電阻材料除鉑絲外,還有銅、鎳、鐵、鐵鎳等。
        熱電阻的測溫原理是根據(jù)導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化的特性來測量溫度和與溫度有關(guān)的參數(shù)。
        熱電阻通常需要通過引線將電阻信號傳遞給器件或其他二次儀表。
        熱電阻是根據(jù)電阻的熱效應(yīng)來測量溫度的,即電阻的阻值隨溫度的變化而變化。
        因此,只要測量熱電阻的阻值變化,就可以測出溫度。
        目前主要有金屬熱敏電阻和半導(dǎo)體熱敏電阻兩大類。
        金屬熱電阻的阻值與溫度一般可以用如下近似關(guān)系表示,即
        Rt=Rt0[1+α(t-t0)]
        式中,Rt為溫度t時的電阻值; Rt0為溫度t0(通常t0=0℃)下對應(yīng)的電阻值; α 是溫度系數(shù)。
        半導(dǎo)體熱敏電阻的阻值與溫度的關(guān)系為
        Rt=AeB/t
        式中,Rt為溫度為t時的電阻值; A和B取決于半導(dǎo)體材料結(jié)構(gòu)的常數(shù)。
        相比之下,熱敏電阻的溫度系數(shù)更大,常溫下的阻值更高(通常在幾千歐以上);
        但互換性差,非線性嚴(yán)重,測溫范圍僅為-50~300℃左右,廣泛用于家電、汽車的溫度檢測與控制。
        一般金屬熱電阻適用于-200~500℃范圍內(nèi)的溫度測量。具有測量準(zhǔn)確、穩(wěn)定性好、性能可靠等特點(diǎn)。它廣泛用于過程控制。
        工業(yè)上常用的金屬熱電阻是從電阻隨溫度的變化來看的。大多數(shù)金屬導(dǎo)體都具有這種特性,但并不是所有的金屬導(dǎo)體都可以用作測溫?zé)犭娮?。金屬材料作為耐熱性的一般要求?/span>
        可能大而穩(wěn)定的溫度系數(shù),電阻率大(在相同靈敏度下縮小尺寸),在使用溫度范圍內(nèi)化學(xué)和物理性能穩(wěn)定,材料再現(xiàn)性好,電阻值隨溫度變化的值函數(shù)關(guān)系(線性關(guān)系) )。
        目前廣泛使用的熱電阻材料有鉑和銅:
        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??;\n銅電阻在測溫范圍內(nèi)阻值與溫度呈線性關(guān)系,溫度線數(shù)多。適用于非腐蝕性介質(zhì),超過150易被氧化。
        國內(nèi)常用的有R0=10Ω、R0=100Ω、R0=1000Ω,其分度數(shù)分別為Pt10、Pt100、Pt1000;
        銅電阻有兩種,R0=50Ω和R0=100Ω。畢業(yè)數(shù)字是Cu50和Cu100。其中Pt100和Cu50應(yīng)用比較廣泛。
        熱電阻是將溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻值變化的主要元件。
        通常需要通過導(dǎo)線將電阻信號傳輸?shù)接嬎銠C(jī)控制裝置或其他一次儀表。
        工業(yè)熱電阻安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場,與控制室有一定的距離,所以熱電阻的引出線對測量結(jié)果的影響較大。
        目前,引導(dǎo)熱阻的方式主要有以下三種:
        兩線制:在熱電阻兩端各接一根導(dǎo)線引出電阻信號的方法稱為兩線制:
        這種引線法很簡單,但由于連接的導(dǎo)線必須有引線電阻r,而r的大小與導(dǎo)線的材質(zhì)和長度有關(guān),所以這種引線法只適用于測量精度不高的場合如果是
        三線制:
        熱電阻根的一端接一根引線,另一端接兩根引線的方法稱為三線制;
        這種方法通常與電橋配合使用,可以更好地消除引線電阻的影響,常用于工業(yè)過程控制。
        四線制:
        在熱電阻的根部兩端分別連接兩根導(dǎo)線的方法稱為四線制,其中兩根導(dǎo)線為熱電阻提供恒定電流I,將R轉(zhuǎn)換為電壓信號U,然后通過另外兩條引線將 U 引向輔助儀器。
        可以看出,這種引線方式可以*消除引線電阻的影響,主要用于高精度溫度檢測。
        熱電阻采用三線連接方式。
        采用三線制,消除因連接線電阻引起的測量誤差。這是因?yàn)闇y量 RTD 的電路通常是不平衡電橋。
        熱電阻作為電橋的橋臂電阻,其連接線(從熱電阻到中控室)也成為橋臂電阻的一部分。這部分電阻是未知的,隨環(huán)境溫度變化,導(dǎo)致測量誤差。
        采用三線制,一根線接在電橋的末端,另外兩根接在熱電阻所在的橋臂和與之相鄰的橋臂上,消除了由熱電阻引起的測量誤差導(dǎo)線電阻。
        液阻柜內(nèi)測量水溫的熱電阻采用三線制接線方式。

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