元件由特殊處理的絲材繞制,緊巾在溫度計(jì)前端,與一般軸向熱電阻相比,能更正確和迅速地反映被測(cè)端面的實(shí)際溫度,適用于測(cè)量軸瓦或其他機(jī)件的端面溫度。
熱電阻材料
熱電阻測(cè)溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進(jìn)行溫度測(cè)量的。熱電阻大都由純金屬材料制成,目前應(yīng)用zui多的是鉑和銅,此外,現(xiàn)在已開始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。
熱電阻種類
(1)精密型熱電阻:工業(yè)常用熱電阻感溫元件(電阻體)的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)。從熱電阻的測(cè)溫原理可知,被測(cè)溫度的變化是直接通過熱電阻阻值的變化來測(cè)量的,因此,熱電阻體的引出線等各種導(dǎo)線電阻的變化會(huì)給溫度測(cè)量帶來影響。為消除引線電阻的影響同般采用三線制或四線制。
(2)鎧裝熱電阻:鎧裝熱電阻是由感溫元件(電阻體)、引線、絕緣材料、不銹鋼套管組合而成的堅(jiān)實(shí)體,它的外徑一般為φ2~φ8mm,zui小可達(dá)φmm。 與普通型熱電阻相比,它有下列優(yōu)點(diǎn):
?、袤w積小,內(nèi)部無空氣隙,熱慣性上,測(cè)量滯后??;
?、跈C(jī)械性能好、耐振,抗沖擊;
?、勰軓澢?,便于安裝;
?、苁褂脡勖L。
(3)端面熱電阻:端面熱電阻感溫元件由特殊處理的電阻絲材繞制,緊貼在溫度計(jì)端面。它與一般軸向熱電阻相比,能更正確和快速地反映被測(cè)端面的實(shí)際溫度,適用于測(cè)量軸瓦和其他機(jī)件的端面溫度。
(4)隔爆型熱電阻:隔爆型熱電阻通過特殊結(jié)構(gòu)的接線盒,把其外殼內(nèi)部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影響而發(fā)生的爆炸局限在接線盒內(nèi),生產(chǎn)現(xiàn)場不會(huì)引超爆炸。隔爆型熱電阻可用于Bla~B3c級(jí)區(qū)內(nèi)具有爆炸危險(xiǎn)場所的溫度測(cè)量。
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(gè)性質(zhì),但并不是都能用作測(cè)溫?zé)犭娮?,作為熱電阻的金屬材料一般要求: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(呈線性關(guān)系)。
目前應(yīng)用zui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??;銅電阻在測(cè)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。中國zui常用的有R0=10Ω、R0=100Ω和R0=1000Ω等幾種,它們的分度號(hào)分別為Pt10、Pt100、Pt1000;銅電阻有R0=50Ω和R0=100Ω兩種,它們的分度號(hào)為Cu50和Cu100。其中 Pt100和Cu50的應(yīng)用。
熱電阻的信號(hào)連接方式
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(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
○1二線制:在熱電阻的兩端各連接一根導(dǎo)線來引出電阻信號(hào)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(cè)量精度較低的場合
○2三線制: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zui常用的引線電阻。
○3四線制: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(hào)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(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)線線路電阻帶來的測(cè)量誤差。工業(yè)上一般都采用三線制接法。熱電偶產(chǎn)生的是毫伏信號(hào),不存在這個(gè)問題。
熱電阻測(cè)溫系統(tǒng)的組成
(1)熱電阻測(cè)溫系統(tǒng)一般由熱電阻、連接導(dǎo)線和顯示儀表等組成。必須注意以下兩點(diǎn):
?、贌犭娮韬惋@示儀表的分度號(hào)必須*
②為了消除連接導(dǎo)線電阻變化的影響,必須采用三線制接法。具體內(nèi)容參見本篇第三章。
?。?)鎧裝熱電阻 鎧裝熱電阻是由感溫元件(電阻體)、引線、絕緣材料、不銹鋼套管組合而成的堅(jiān)實(shí)體,它的外徑一般為φ2~φ8mm,zui小可達(dá)φmm。 與普通型熱電阻相比,它有下列優(yōu)點(diǎn):
?、袤w積小,內(nèi)部無空氣隙,熱慣性上,測(cè)量滯后??;
?、跈C(jī)械性能好、耐振,抗沖擊;
?、勰軓澢?,便于安裝
?、苁褂脡勖L。
?。?)端面熱電阻 端面熱電阻感溫元件由特殊處理的電阻絲材繞制,緊貼在溫度計(jì)端面。它與一般軸向熱電阻相比,能更正確和快速地反映被測(cè)端面的實(shí)際溫度,適用于測(cè)量軸瓦和其他機(jī)件的端面溫度。
?。?)隔爆型熱電阻 隔爆型熱電阻通過特殊結(jié)構(gòu)的接線盒,把其外殼內(nèi)部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影 電阻體的斷路修理必然要改變電阻絲的長短而影響電阻值,為此更換新的電阻體為好,若采用焊接修理,焊后要校驗(yàn)合格后才能使用。
熱電偶和熱電阻的區(qū)別
熱電偶與熱電阻均屬于溫度測(cè)量中的接觸式測(cè)溫,盡管其作用相同都是測(cè)量物體的溫度,但是他們的原理與特點(diǎn)卻不盡相同.
端面熱電阻主要技術(shù)參數(shù)
名稱 | 測(cè)溫范圍℃ | 允許偏差△t℃ | 分度號(hào) |
端面銅電阻 | -50-100 | ±(0.3+6.0×10-3|t|) | Cu50 (G)或Cu100 |
端面鉑電阻 | -150-200 | B級(jí):±(0.30+0.005|t|) | Pt100 |
端面熱電阻測(cè)量范圍和允差(單位:mm)
名稱 測(cè)溫范圍℃ 允許偏差△t℃ 分度號(hào)
端面銅電阻 -50-100 ±(0.3+6.0×10-3|t|) Cu50 (G)或Cu100
端面鉑電阻 -150-200 B級(jí):±(0.30+0.005|t|) Pt100
端面熱電阻型號(hào)規(guī)格
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注:WZPM-201B采用引進(jìn)元件WZPM-018,精度等級(jí)為A級(jí)。 □主要技術(shù)指標(biāo) 注:(1)t為被測(cè)溫度值. 注:WZPM-201B采用引進(jìn)元件WZPM=0.18,精度等級(jí)為B級(jí)。 |