防爆Pt100探頭K型鉑熱電阻帶顯示測溫原理

熱電阻的測溫原理與熱電偶的測溫原理不同的是，熱電阻是基于電阻的熱效應(yīng)進(jìn)行溫度測量的,，即電阻體的阻值隨溫度的變化而變化的特性,。因此，只要測量出感溫?zé)犭娮璧淖柚底兓?，就可以測量出溫度,。目前主要有金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱敏電阻兩類。

金屬熱電阻的電阻值和溫度一般可以用以下的近似關(guān)系式表示,，即

Rt=Rt0[1+α(t-t0)]

式中,，Rt為溫度t時的阻值;Rt0為溫度t0(通常t0=0℃)時對應(yīng)電阻值;α為溫度系數(shù)。

半導(dǎo)體熱敏電阻的阻值和溫度關(guān)系為

Rt=AeB/t

式中Rt為溫度為t時的阻值;A,、B取決于半導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu)的常數(shù),。

相比較而言，熱敏電阻的溫度系數(shù)更大,，常溫下的電阻值更高(通常在數(shù)千歐以上),，但互換性較差，非線性嚴(yán)重,，測溫范圍只有-50~300℃左右,，大量用于家電和汽車用溫度檢測和控制,。金屬熱電阻一般適用于-200~500℃范圍內(nèi)的溫度測量，其特點(diǎn)是測量準(zhǔn)確,、穩(wěn)定性好,、性能可靠，在程控制中的應(yīng)用極其廣泛,。

工業(yè)上常用金屬熱電阻從電阻隨溫度的變化來看,，大部分金屬導(dǎo)體都有這個性質(zhì)，但并不是都能用作測溫?zé)犭娮?，作為熱電阻的金屬材料一般要?/span>:盡可能大而且穩(wěn)定的溫度系數(shù),、電阻率要大(在同樣靈敏度下減小傳感器的尺寸)、在使用的溫度范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的化學(xué)物理性能,、材料的復(fù)制性好,、電阻值隨溫度變化要有間值函數(shù)關(guān)系(最好呈線性關(guān)系)。

防爆Pt100探頭K型鉑熱電阻帶顯示實(shí)際應(yīng)用

目前應(yīng)用廣泛的熱電阻材料是鉑和銅: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小;銅電阻在測溫范圍內(nèi)電阻值和溫度呈線性關(guān)系，溫度線數(shù)大,，適用于無腐蝕介質(zhì),，超過150易被氧化。常用的有R0=10Ω,、R0=100Ω和R0=1000Ω等幾種,，它們的分度號分別為Pt10、Pt100,、Pt1000;銅電阻有R0=50Ω和R0=100Ω兩種,，它們的分度號為Cu50和Cu100。其中Pt100和Cu50的應(yīng)用最為廣泛,。

接線方式

熱電阻是把溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻值變化的一次元件,，通常需要把電阻信號通過引線傳遞到計(jì)算機(jī)控制裝置或者其它一次儀表上。工業(yè)用熱電阻安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場,，與控制室之間存在一定的距離,，因此熱電阻的引線對測量結(jié)果會有較大的影響。

目前熱電阻的引線主要有三種方式:

二線制:在熱電阻的兩端各連接一根導(dǎo)線來引出電阻信號的方式叫二線制:這種引線方法很簡單,，但由于連接導(dǎo)線必然存在引線電阻r,，r大小與導(dǎo)線的材質(zhì)和長度的因素有關(guān)，因此這種引線方式只適用于測量精度較低的場合

三線制:在熱電阻的根部的一端連接一根引線,，另一端連接兩根引線的方式稱為三線制,，這種方式通常與電橋配套使用,，可以較好的消除引線電阻的影響，是工業(yè)過程控制中的常用的,。

四線制:在熱電阻的根部兩端各連接兩根導(dǎo)線的方式稱為四線制,，其中兩根引線為熱電阻提供恒定電流I，把R轉(zhuǎn)換成電壓信號U,，再通過另兩根引線把U引至二次儀表,。可見這種引線方式可消除引線的電阻影響,，主要用于高精度的溫度檢測,。

熱電阻采用三線制接法。采用三線制是為了消除連接導(dǎo)線電阻引起的測量誤差,。這是因?yàn)闇y量熱電阻的電路一般是不平衡電橋,。熱電阻作為電橋的一個橋臂電阻，其連接導(dǎo)線(從熱電阻到中控室)也成為橋臂電阻的一部分,，這一部分電阻是未知的且隨環(huán)境溫度變化,，造成測量誤差。采用三線制,，將導(dǎo)線一根接到電橋的電源端,，其余兩根分別接到熱電阻所在的橋臂及與其相鄰的橋臂上，這樣消除了導(dǎo)線線路電阻帶來的測量誤差,。