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熱電阻有哪些特點(diǎn)和要注意事項(xiàng)
熱電阻是用各種金屬氧化物（如氧化鋁,、氧化銅,、氧化鎳、氧鈷,、氧化錳,、氧化欽等）根據(jù)技術(shù)性能要求，選擇某幾種氧化物按不同 的比例混合,，進(jìn)行研磨,，摻入一定的膠黏劑成型，以鉑絲作為引線埋入 后干燥,，再經(jīng)過(guò)高溫?zé)Y(jié)而成,。作為感溫元件，則需進(jìn)行二次熱處理以及進(jìn)行電阻值挑選,。
熱敏電阻具有很大的電阻溫度系數(shù)和比電阻,。它的靈敏度高，阻值大,，體積小,，反應(yīng)迅速，但它的性能不如金屬電阻穩(wěn)定,，產(chǎn)品性能一 致性差,。它的電阻一溫度特性是非線性的。
熱敏電阻可以做成較精密的溫度計(jì),。它的應(yīng)用范圍廣,，不僅可用于測(cè)溫和控溫,，而且可以用于溫度補(bǔ)償（例如顯示儀表的參考端補(bǔ)償）。目前應(yīng)用較多的熱敏電阻溫度計(jì)是半導(dǎo)體點(diǎn)溫計(jì),。半導(dǎo)體點(diǎn)溫計(jì)具有靈敏度高,，體積小等優(yōu)點(diǎn)，所以它不僅可以用來(lái)測(cè)量一般液體,、 氣體和固體的溫度,，而且還適用于測(cè)量微小物體的溫度。
熱電阻的好壞直接影響熱電阻溫度計(jì)的效果,，所以在使用時(shí)必須檢查它的好壞,。在檢查時(shí)應(yīng)注意①用來(lái)測(cè)量電阻體的電橋準(zhǔn)確度必須滿足要求;②當(dāng)發(fā)現(xiàn)熱電阻的電阻值不正確時(shí)，應(yīng)從它的下部端點(diǎn)電阻絲交叉處增減電阻絲,，而不應(yīng)從其他處調(diào)整;③*調(diào)好后應(yīng)將電阻絲排列整齊,，不能碰接，應(yīng)按原樣包扎好;④焊接時(shí)不要把好絲均打開(kāi),，以免折斷;⑤在改變熱電阻長(zhǎng)度時(shí),，只允許改變引線接線長(zhǎng)度， 不允許改變熱電阻體的長(zhǎng)度,。
在檢查熱電阻的好壞時(shí),，zui簡(jiǎn)單易行的辦法是將熱電阻從保護(hù)管 中抽出，用萬(wàn)用表RX1擋測(cè)量其電阻值,。若萬(wàn)用表的指針指示” 處，則可以判斷熱電阻已斷路,，不能使用;反之,，若萬(wàn)用表指針指示在 “0”處或指示值小于R。值,，則表明熱電阻已短路,，必須找出短路處進(jìn) 行修復(fù);若萬(wàn)用表指針指示比R0的阻值稍偏高一些，說(shuō)明該熱電阻是正常的,。 ,、
當(dāng)檢查出熱電阻短路時(shí)，應(yīng)按以下方法處理：
（1）鉑熱電阻短路時(shí)的處理,。鉑熱電阻的鉑絲之間的絕緣是靠云母片銀齒隔開(kāi)的,，造成鉑絲短路的原因是由于云母片鋸齒損壞或鉑絲松脫產(chǎn)生相碰，所以在排除時(shí)只需用鑷子將其分離即可,。
（2）銅熱電阻短路時(shí)的處理,。銅熱電阻的短路是由于受潮或絕緣 清漆脫落造成的。若熱電阻受潮,，可將它放在80°C?100°C的烘箱中 烘1h?2h;若是由于絕緣清漆脫落所引起的短路,則應(yīng)將脫落處重新 用清漆絕緣,。
熱電阻溫度計(jì)在使用時(shí)要注意熱傳導(dǎo)和熱輻射所引起的附加誤差,。消除熱輻射所引起的附加誤差的方法主要有以下幾種：
（1） 在使用時(shí)應(yīng)盡量使器壁表面和被測(cè)介質(zhì)溫度相近，即盡量減 少它們之間的溫差,。因此,，如器壁暴露于空氣中，應(yīng)在其表面包一層保護(hù)層,，這樣可以提高器壁溫度,，減少熱量損失?；蛟跓犭娮韬推鞅?之間加裝防輻射罩,，這樣可以消除熱電阻和器壁之間的直接輻射作用。
（2） 盡量減小熱電阻保護(hù)管的黑度系數(shù),。
（3） 增加被測(cè)介質(zhì)的流速,，使熱電阻與被測(cè)介質(zhì)間的對(duì)流傳熱增加，但zui大流速應(yīng)小于80m/s,。
（4） 應(yīng)盡可能減小熱電阻保護(hù)管的外徑,。
為了減小熱電阻在使用中由于熱傳導(dǎo)所產(chǎn)生的誤差，可采取下述 方法：
（1） 增加熱電阻的插人深度,。應(yīng)盡可能使熱電阻受熱部分增長(zhǎng),。
（2） 應(yīng)盡可能采用熱傳導(dǎo)系數(shù)小的材料作保護(hù)管;但若要時(shí)間常 數(shù)小，減小動(dòng)態(tài)誤差,則相反,，應(yīng)選用導(dǎo)熱系數(shù)大的材料做保護(hù)管,。
（3） 應(yīng)盡可能減小保護(hù)管的壁厚及內(nèi)徑。
（4） 應(yīng)盡可能使熱電阻的非受熱部分或者外露部分的溫度接近于 其受熱部分,。
（5） 若被測(cè)對(duì)象為流動(dòng)介質(zhì)時(shí),，應(yīng)適當(dāng)增加其熱交換系數(shù)。
熱電阻與顯示儀表的連接方法有以下兩種：
（1）兩線制連接,。兩線制連接是指兩線制熱電阻的感溫元件的兩根引出線與顯示儀表的連接,。引出線的電阻值，對(duì)銅熱電阻不應(yīng)超過(guò)只,。的2%;對(duì)銷熱電阻不應(yīng)超過(guò)R,。的0.1%，接線方法見(jiàn)圖3-6（a）,。 由熱電阻的接線座到顯示儀表的接線端子任用兩根導(dǎo)線連接,。這種連接雖然省去了一根熱電阻引出線，但這種方法由于兩根銅導(dǎo)線都處 在顯示儀表測(cè)量橋路中不平衡電橋的同一個(gè)橋臂內(nèi),，因銅導(dǎo)線的電阻溫度系數(shù)較大,，所以環(huán)境溫度的變化對(duì)橋臂的影響較大，從而帶來(lái)測(cè)量誤差,，故一般都采用三線制連接法,。
（2）三線制連接法,。三線制熱電阻的感溫元件用三根引出線與顯 示儀表連接。其接線方法如圖3-6（b）所示,。由熱電阻的接線座到顯 示儀表的接線端子用三根連接導(dǎo)線連接,。因?yàn)檫@種方法是將兩個(gè)銅導(dǎo)線分別接在顯示儀表電橋的兩個(gè)橋臂上，當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí),，可以相互抵消,，電橋仍能平衡，所以它是常采用的接線方法,，特別是對(duì)小量 程的儀表,，必須采用三線接線法接線。-
熱電阻在使用和保養(yǎng)中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
（1） 在使用中應(yīng)根據(jù)測(cè)量范圍,、被測(cè)溫場(chǎng)的氣氛和經(jīng)濟(jì)效果合理 的選用熱電阻的規(guī)格和型號(hào),。
（2） 熱電阻的安裝地點(diǎn)應(yīng)避免在爐門旁或離加熱物體距離太近。 接線盒處的溫度不宜超過(guò)100°C,，并盡可能地使其保持穩(wěn)定不變,。
（3） 熱電阻的插人深度可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要決定。但是至少應(yīng)不小于熱電阻保護(hù)管外徑的8倍?10倍,。
（4） 熱電阻應(yīng)盡可能的垂直安裝,，以防在高溫下彎曲變形。接線 盒的出線孔應(yīng)該向下以防因密封不良而使水汽,、灰塵和臟物落人接線 盒中,。
（5） 熱電阻與顯示儀表的連接導(dǎo)線可用絕緣銅導(dǎo)線（是帶屏 蔽的）。其阻值必須滿足顯示儀表接線技術(shù)條件的規(guī)定的數(shù)據(jù),，采用二線或是三線制連接也必須根據(jù)顯示儀表的要求而定,。
（6） 熱電阻在使用過(guò)程中，應(yīng)盡量避免被測(cè)溫場(chǎng)以外輻射源的熱輻射影響和熱電阻本身熱傳導(dǎo)作用的影響,，以防帶來(lái)附加誤差。
（7） 在使用中要經(jīng)常注意熱電阻絲和保護(hù)管之間,，以及它們與大 地之間的絕緣是否良好,，以防帶來(lái)測(cè)量附加誤差，甚至影響儀表正常工作,。
熱電阻在使用中的誤差及修正方法如下：
（1） 分度誤差及修正方法,。對(duì)于工業(yè)熱電阻，它的分度誤差就是熱電阻的電阻值與溫度的關(guān)系特性與統(tǒng)一分度表的偏差,。這個(gè)偏差 不能超過(guò)表3 - 14所規(guī)定的誤差范圍,。可以按此偏差對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正,。
（2） 線路電阻引起的誤差及修正方法,。熱電阻與顯示儀表或變送器配套測(cè)溫時(shí),，兩者之間是用銅導(dǎo)線連接起來(lái)的，由于顯示儀表的工作原理規(guī)定了線路電阻有一個(gè)嚴(yán)格的數(shù)值（如5）,，這個(gè)電阻數(shù)值不準(zhǔn)確則會(huì)給測(cè)量帶來(lái)附加誤差,。其次，由于連接導(dǎo)線是銅導(dǎo)線,，它受環(huán)境溫度變化的影響,。當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)也會(huì)引起誤差。消除這些 誤差的方法是如兆問(wèn)所述的三線制連接法,。因?yàn)檫@種連接方法是將 兩根銅導(dǎo)線分別接在顯示儀表電橋的兩個(gè)橋臂上,，當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)，可以相互抵消,，電橋仍能平衡,，這就消除了因環(huán)境溫度變化所引起的示值誤差。
（3） 熱交換引起的誤差及消除方法,。
利用熱電阻測(cè)溫因熱交換引起的誤差及消除方法與熱電偶相同,， 見(jiàn)124問(wèn)。
（4） 由顯示儀表所引起的誤差及修正,。
顯示儀表的基本誤差的大小是由儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)決定的,，要消除該項(xiàng)誤差，應(yīng)定期校準(zhǔn)顯示儀表,，用校準(zhǔn)的結(jié)果對(duì)顯示儀表進(jìn)行修正,。
（5） 熱電阻與顯示儀表或變送器配套使用時(shí)，熱電阻是儀表測(cè)量線路的一部分,，測(cè)量線路上的電流通過(guò)熱電阻時(shí)會(huì)使它發(fā)熱而引起附 加誤差,。這個(gè)誤差的大小因電流的大小而不同。在工業(yè)上使用的熱 電阻,只要通過(guò)它的電流不超過(guò)6mA時(shí),，這項(xiàng)誤差是很小的（約0. 1℃ ）,，可不予考慮故一般配熱電阻的顯示儀表在設(shè)計(jì)測(cè)量線路時(shí)， 都限制通過(guò)熱電阻的電流不超過(guò)6mA,，通常取3mA左右,，以便盡量減少此項(xiàng)誤差。
（6）動(dòng)態(tài)誤差,。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)發(fā)生變化后,，熱電阻及其配套的顯示 儀表（如自動(dòng)平衡電橋）由于熱慣性和機(jī)械慣性等原因,來(lái)不及立即顯 示出變化了的溫度，因而引起誤差,，這就是熱電阻測(cè)溫的動(dòng)態(tài)誤差,。 這項(xiàng)誤差的大小主要取決于熱電阻的時(shí)間常數(shù)和熱電阻保護(hù)管的直 徑和厚度。
一般在溫度較穩(wěn)定或變化很緩慢的場(chǎng)合下測(cè)溫時(shí),，此項(xiàng)誤差很小,，可以不予考慮,，但在溫度變化很快的場(chǎng)合測(cè)溫時(shí)，動(dòng)態(tài)誤差就可能增大,。
由于熱電阻的體積比較大的緣故,，熱電阻測(cè)溫的動(dòng)態(tài)誤差比熱電 偶測(cè)溫產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)誤差要大，所以在快速測(cè)溫中使用熱電阻要受到一定的限制,。
消除熱電阻測(cè)溫中引起的動(dòng)態(tài)誤差的方法與熱電偶相同,，見(jiàn)本書(shū)124 問(wèn)。