上海自動(dòng)化儀表三廠的熱電阻的接線，安裝及測(cè)量接線方式

 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(hào)通過(guò)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(chǎng)，與控制室之間存在一定的距離,，因此熱電阻的引線對(duì)測(cè)量結(jié)果會(huì)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(lái)引出電阻信號(hào)的方式叫二線制：這種引線方法很簡(jiǎn)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(zhǎng)度的因素有關(guān),，因此這種引線方式只適用于測(cè)量精度較低的場(chǎng)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(chēng)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(guò)程控制中的很常用的。

 四線制：在熱電阻的根部?jī)啥烁鬟B接兩根導(dǎo)線的方式稱(chēng)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(hào)U，再通過(guò)另兩根引線把U引至二次儀表,?？梢?jiàn)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(cè),。 

 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(cè)量誤差。

這是因?yàn)闇y(cè)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(gè)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(cè)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(lái)的測(cè)量誤差。安裝方法安裝要求對(duì)熱電阻的安裝,，應(yīng)注意有利于測(cè)溫準(zhǔn)確,，安全可靠及維修方便，而且不影響設(shè)備運(yùn)行和生產(chǎn)操作,。

要滿足以上要求,，在選擇對(duì)熱電阻的安裝部位和插入深度時(shí)要注意以下幾點(diǎn)： 

 1、為了使熱電阻的測(cè)量端與被測(cè)介質(zhì)之間有充分的熱交換,，應(yīng)合理選擇測(cè)點(diǎn)位置,，盡量避免在閥門(mén)，彎頭及管道和設(shè)備的死角附近裝設(shè)熱電阻,。

 2,、帶有保護(hù)套管的熱電阻有傳熱和散熱損失，為了減少測(cè)量誤差,，熱電偶和熱電阻應(yīng)該有足夠的插入深度：

 1）對(duì)于測(cè)量管道中心流體溫度的熱電阻,，一般都應(yīng)將其測(cè)量端插入到管道中心處(垂直安裝或傾斜安裝),。如被測(cè)流體的管道直徑是200毫米，那熱電阻插入深度應(yīng)選擇100毫米,；

 2）對(duì)于高溫高壓和高速流體的溫度測(cè)量(如主蒸汽溫度),，為了減小保護(hù)套對(duì)流體的阻力和防止保護(hù)套在流體作用下發(fā)生斷裂，可采取保護(hù)管淺插方式或采用熱套式熱電阻,。淺插式的熱電阻保護(hù)套管,，其插入主蒸汽管道的深度應(yīng)不小于75mm；熱套式熱電阻的標(biāo)準(zhǔn)插入深度為100mm,。 

 3）假如需要測(cè)量是煙道內(nèi)煙氣的溫度,，盡管煙道直徑為4m，熱電阻插入深度1m即可,。 

 4）當(dāng)測(cè)量原件插入深度超過(guò)1m時(shí),，應(yīng)盡可能垂直安裝,或加裝支撐架和保護(hù)套管。

 安裝注意 

 1,、熱電阻應(yīng)盡量垂直裝在水平或垂直管道上,，安裝時(shí)應(yīng)有保護(hù)套管，以方便檢修和更換,。 

 2、測(cè)量管道內(nèi)溫度時(shí),，元件長(zhǎng)度應(yīng)在管道中心線上(即保護(hù)管插入深度應(yīng)為管徑的一半),。 

 3、溫度動(dòng)圈表安裝時(shí),，開(kāi)孔尺寸要合適,，安裝要美觀大方。 

 4,、高溫區(qū)使用耐高溫電纜或耐高溫補(bǔ)償線,。 

 5、要根據(jù)不同的溫度選擇不同的測(cè)量元件,。一般測(cè)量溫度小于400℃時(shí)選擇熱電阻,。

 6、接線要合理美觀,，表針指示要正確,。測(cè)量方法熱電阻溫度計(jì)的原理是利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻隨溫度變化這一特性。熱電阻溫度計(jì)的主要優(yōu)點(diǎn)有：測(cè)量精度高,，復(fù)現(xiàn)性好,；有較大的測(cè)量范圍，尤其是在低溫方面,；易于使用在自動(dòng)測(cè)量中,，也便于遠(yuǎn)距離測(cè)量,。同樣，熱電阻也有缺陷,，在高溫（大于850℃）測(cè)量中準(zhǔn)確性不好,；易于氧化和不耐腐蝕。

 目前,，用于熱電阻的材料主要有鉑,、銅、鎳等,，采用這些材料主要是它們?cè)诔Ｓ脺囟榷蔚臏囟扰c電阻的比值是線性關(guān)系,，我們這里主要介紹鉑電阻溫度計(jì)。鉑是一種貴金屬,，它的物理化學(xué)性能很穩(wěn)定,，尤其是耐氧化能力很強(qiáng)，它易于提純,，有良好的工藝性,，可以制成極細(xì)的鉑絲，與銅,，鎳等金屬相比,，有較高的電阻率，復(fù)現(xiàn)性高,，是一種比較理想的熱電阻材料,，缺點(diǎn)是電阻溫度系數(shù)較小，在還原介質(zhì)中工作易變脆,，價(jià)格也較貴,。

鉑的純度通常用電阻比來(lái)表示： W(100)=R100/R0R100表示100℃時(shí)的電阻值；R0表示0℃時(shí)的電阻值根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn),，采用W(100)=1.3850 初始電阻值為R0=100Ω（R0=10Ω）的鉑電阻為工業(yè)用標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻,，R0=10Ω的鉑電阻溫度計(jì)的阻絲較粗，主要應(yīng)用于測(cè)量600℃以上的溫度,。鉑電阻的電阻與溫度方程為一分段方程：Rt=R0[1+At+Bt2+C(t－100℃)t3] t 表示在－200～0℃Rt=R0(1+At+Bt2) t表示在0～850℃解此方程,，則可根據(jù)電阻值已知溫度值，但實(shí)際工作中,，可以查熱電阻分度表來(lái)根據(jù)電阻值確定溫度值,。 

 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，鉑熱電阻分為和B級(jí),，測(cè)溫允許誤差±（0.15℃+0.002|t|）, B級(jí)測(cè)溫允許誤差±（0.3℃+0.005|t|）?，F(xiàn)場(chǎng)使用的熱電阻一般都是鎧裝熱電阻，它是由熱電阻體、絕緣材料,、保護(hù)管組成,，熱電阻體和保護(hù)管焊接一起，中間填充絕緣材料,，這樣能夠很好的保護(hù)熱電阻體,，耐沖擊，耐震,，耐腐蝕,。

 三線制鉑熱電阻測(cè)量方法：鉑熱電阻有兩線制，三線制,，四線制幾種,，兩線制在測(cè)量中誤差較大，已不使用,，現(xiàn)在工業(yè)用一般是三線制的,，實(shí)驗(yàn)室用一般為四線制。

這里主要介紹下三線制鉑熱電阻的接線,。三線制鉑熱電阻是在電阻的a端并聯(lián)一個(gè)c端,，從而實(shí)現(xiàn)電阻引出a，b,，c三個(gè)接線端子,，這樣，由b導(dǎo)線引入的測(cè)量導(dǎo)線本身的電阻,，可以由c導(dǎo)線來(lái)補(bǔ)償,，使引線電阻不隨溫度變化而引入的引線電阻誤差的影響減小很多。三線制鉑熱電阻,，在二次儀表中，均有可變阻值的電橋,，根據(jù)所配合的鉑熱電阻的量程不同,，可以對(duì)二次儀表的電橋中的鉑熱電阻進(jìn)行微調(diào)，能進(jìn)行更精確的測(cè)量,。

 熱電阻溫度計(jì)分度新方法：工業(yè)鉑電阻溫度計(jì)是一種被廣泛使用的測(cè)溫儀器,。長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)規(guī)范中普遍采用CVD方程的計(jì)算方法對(duì)其進(jìn)行檢定分度,。但采用CVD方程檢定分度的工業(yè)鉑電阻溫度計(jì)準(zhǔn)確度不高,、穩(wěn)定性低、不確定度較大,，無(wú)法作為傳遞標(biāo)準(zhǔn)使用,。

 為此，多數(shù)工業(yè)測(cè)溫領(lǐng)域或要求不高的實(shí)驗(yàn)室只能采用精度較高的標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)作為溯源傳遞標(biāo)準(zhǔn),，但實(shí)際工業(yè)測(cè)溫領(lǐng)域由于各種條件限制,，標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)無(wú)法使用,，使得溫度量值傳遞和溯源在這些地方無(wú)法實(shí)現(xiàn)，不能開(kāi)展實(shí)際的計(jì)量校準(zhǔn)工作,。 

 對(duì)工業(yè)鉑熱電阻溫度計(jì)進(jìn)行檢定分度的可行性,，并與普遍采用的CVD方程給出的溫度—電阻關(guān)系計(jì)算結(jié)果相比較，進(jìn)而給出二者存在的差異,，探討建立精密工業(yè)鉑電阻溫度計(jì)作為傳遞標(biāo)準(zhǔn)的途徑與方法,。

通過(guò)對(duì)不同型號(hào)、不同廠家制造的多支工業(yè)鉑熱電阻在不同溫區(qū)分別開(kāi)展研究和分析,，給出每支溫度計(jì)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,、數(shù)據(jù)曲線及采用兩種不同方法分度所引起的測(cè)量誤差。實(shí)驗(yàn)證明,，ITS-1990國(guó)際溫標(biāo)的內(nèi)插方法用于工業(yè)鉑熱電阻溫度計(jì)是可行的,，與CVD方程用于工業(yè)鉑電阻檢定分度的計(jì)算方法相比，具有較好的準(zhǔn)確性和一致性,。此前,，意大利和加拿大的國(guó)家計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了采用國(guó)際溫標(biāo)內(nèi)插公式研究工業(yè)鉑電阻分度方法的工作。

 提高工業(yè)電阻測(cè)溫準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性的傳統(tǒng)手段都在元件純度,、封裝技術(shù),、制作流程上下功夫；則從計(jì)算方法上給出了新思路,，為精密鉑電阻和工業(yè)鉑電阻在溫度量值傳遞和溯源體系的完善奠定了基礎(chǔ),，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)鉑電阻的測(cè)溫領(lǐng)域。