热电阻工作原理

电阻工作原理
热电阻是中低温区常用的一种测温元件。热电阻利用物质在温度变化时本身电阻也随着发生变化的特性来测量温度的。热电阻的受热部分(感温元件)是用细金属丝均匀的缠绕在绝缘材料制成的骨架上,当被测介质中有温度梯度存在时,所测得的温度是感温元件所在范围内介质层中的平均温度。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精确度最高。
热电阻的结构特点: 热电阻通常和显示仪表、记录仪表和电子调节器配套使用。它可以直接测量各种生产过程中从 -200 至 600 范围内的液体、蒸汽和气体介质及固体表面的温度。
( 1 ) WZ 系列装配热电阻:通常由感温元件、安装固定装置和接线盒等主要部件组成,具有测量精度高,性能稳定可靠等优点。实际运用中以 Pt100 铂热电阻运用最为广泛。
2 )隔爆型热电阻:隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒,把接线盒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,生产现场不会引起爆炸。
3 )端面热电阻:端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝缠绕制成,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,适用于测量表面温度。
  热电阻是利用铂丝的电阻值随着温度的变化而变化这一基本原理设计和制作的,按0时的电阻值R()的大小分为10欧姆(分度号为Pt10)和100欧姆(分度号为Pt100)等,测温范围均为-200~850.10欧姆铂热电阻的感温原件是用较粗的铂丝绕制而成,耐温性能明显优于100欧姆的铂热电阻,主要用于650以上的温区:100欧姆铂热电阻主要用于650以下的温区,虽也可用于650以上温区,但在650红外线烤箱以上温区不允许有A级误差。100欧姆铂热电阻的的分辨率比10欧姆铂热电阻的分辨率大10倍,对二次仪表的要求相应地一个数量级,因此在650激光发射器以下温区测温应尽量选用100欧姆铂热电阻。
  感温元件骨架的材质也是决定铂热电阻[1]使用温区的主要因素,见的感温元件有陶瓷元件,玻璃元件,云母元件,它们是由铂丝分别绕在陶瓷骨架,玻璃骨架,云母骨架上再经过复杂的工艺加工而成。由于骨架材料本身的性能不同,陶瓷元件适用于850以下温区,玻璃元件适用于550以下温区。近年来市场上出现了大量的厚膜和薄膜铂热电阻感
温元件,厚膜铂热电阻元件是用铂浆料印刷在玻璃或陶瓷底板上,薄膜铂热电阻元件是用铂浆料溅射在玻璃或陶瓷底板上,再经光刻加工而成,这种感温元件仅适用于-70~500温区,但这种感温元件用料省,可机械化大批量生产,效率高,价格便宜。
  就结构而言,铂热电阻还可以分为工业铂热电阻和铠装铂热电阻。工业铂热电阻也叫装配铂热电阻,即是将铂热电阻感温元件焊上引线组装在一端封闭的金属管或陶瓷管内,再安装上接线盒而成;铠装铂热电阻是将铂热电阻元件,过渡引线,绝缘粉组装在不锈钢管内再经模具拉实的整体,具有坚实,抗震,可绕,线径小,使用安装方便等优点。 降香黄檀树
制造起源
  解放初期,国内仅在沿海城市有几个修配厂。1956年随着新中国156个大型建设项目的开工,我国从原来民主德国引进技术生产铂热电阻,由西安仪表厂独家生产。当时只有玻璃骨架,因为需要玻璃和铂丝的膨胀系数一致,玻璃委托北京玻璃厂生产。在计划经济时代,铂丝是稀有贵金属,是国家专控物资,由人民银行计划调配。随有了北玻拿玻璃换铂丝,然后北玻掌握这项技术。随后是兄弟厂传帮带,上仪和川仪掌握这项技术。改革开放初期80年代,西仪的老一辈专家退休后回到家乡江苏利用这项技术办企业,随后星星之火
成燎原。
PT100铂热电阻国际精度标准
 
 
铂电阻PT100分度表
  -50度 80.31欧姆
  -40度 84.27欧姆
  -30度 88.22欧姆
  -20度 92.16欧姆
  -10度 96.09欧姆
  0度 100.00欧姆
  10度 103.90欧姆
  20度 107.79欧姆
  30度 111.67欧姆
  40度 115.54欧姆
  50度 119.40欧姆
  60度 123.24欧姆
  70度 127.08欧姆
  80度 130.90欧姆
  90度 134.71欧姆
  100度 138.51欧姆
  110度 142.29欧姆
  120度 146.07欧姆
  130度 149.83欧姆
  140度 153.58欧姆
  150度 157.33欧姆
  160度 161.05欧姆
  170度 164.77欧姆
  180度 168.48欧姆
  190度 172.17欧姆
  200度 175.86欧姆
  阻值会随着温度的匀速有规律的增长
信号连接
  热电阻是把温度变化转换为电阻值变化的一次元件,通常需要把电阻信号通过引线传递到计算机控制装置或者其它一次仪表上。工业用热电阻安装在生产现场,与控制室之间存在一定的距离,因此热电阻的引线对测量结果会有较大的影响。
  目前热电阻的引线主要有三种方式
  1二线制:在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二线制:这种引线方法很简单,但由于连接导线必然存在引线电阻r,r大小与导线的材质和长度的因素有关,因此这种引线方式只适用于测量精度较低的场合
  2三线制自动抄表水表:在热电阻的根部的一端连接一根引线,另一端连接两根引线的方式称为三线制,这种方式通常与电桥配套使用,可以较好的消除引线电阻的影响,是工业过程控制中的最常用的。
钕铁硼磁性材料
  3四线制:在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制,其中两根引线为热电阻提供恒定电流I,把R转换成电压信号U,再通过另两根引线把U引至二次仪表。可见这种引线方式可完全消除引线的电阻影响,主要用于高精度的温度检测。
消息队列实现  热电阻采用三线制接法。采用三线制是为了消除连接导线电阻引起的测量误差。这是因为测量热电阻的电路一般是不平衡电桥。热电阻作为电桥的一个桥臂电阻,其连接导线(从热电阻到中控室)也成为桥臂电阻的一部分,这一部分电阻是未知的且随环境温度变化,造成测量误差。采用三线制,将导线一根接到电桥的电源端,其余两根分别接到热电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上,这样消除了导线线路电阻带来的测量误差。

本文发布于:2024-09-22 10:39:09,感谢您对本站的认可!

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