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熱電阻的原理

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進行溫度測量的,即電阻體的阻值隨溫度的變化而變化的特性,下面華云儀表為大家介紹熱電阻的原理
 
熱電阻的原理
 
熱電阻工作原理是什么
 
金屬熱電阻的電阻值和溫度一般可以用以下的近似關系式表示,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℃)時對應電阻值;α為溫度系數(shù)。
 
半導體熱敏電阻的阻值和溫度關系為Rt=AeB/t 式中Rt為溫度為t時的阻值;A、B取決于半導體材料的結構的常數(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℃范圍內的溫度測量,其特點是測量準確、穩(wěn)定性好、性能可靠,在程控制中的應用極其廣泛。
 
熱電阻的結構
 
(1)精通型熱電阻
 
從熱電阻的測溫原理可知,被測溫度的變化是直接通過熱電阻阻值的變化來測量的,因此,熱電阻體的引出線等各種導線電阻的變化會給溫度測量帶來影響。為消除引線電阻的影響一般采用三線制或四線制。
 
(兩線制:兩根線及傳輸電源又傳輸信號,也就是傳感器輸出的負載和電源是串聯(lián)在一起的,電源是從外部引入的,和負載串聯(lián)在一起來驅動負載。 三線制:三線制傳感器就是電源正端和信號輸出的正端分離,但它們共用一個COM端。 四線制:電源兩根線,信號兩根線。電源和信號是分開工作的。)
 
(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實體它的外徑一般為φ2~φ8mm。與普通型熱電阻相比,它有下列優(yōu)點:①體積小,內部無空氣隙,熱慣性上,測量滯后小;②機械性能好、耐振,抗沖擊;③能彎曲,便于安裝④使用壽命長。
 
(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端面的實際溫度,適用于測量軸瓦和其他機件的端面溫度。
 
(4)隔爆型熱電阻
 
隔爆型熱電阻通過特殊結構的接線盒,把其外殼內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,生產現(xiàn)場不會引超爆炸。隔爆型熱電阻可用于Bla~B3c級區(qū)內具有爆炸危險場所的溫度測量。
 
熱電阻的安裝方法
 
對熱電阻的安裝,應注意有利于測溫準確,安全可靠及維修方便,
 
而且不影響設備運行和生產操作。要滿足以上要求,在選擇對熱電阻的安裝部位和插入深度時要注意以下幾點:
 
1、為了使熱電阻的測量端與被測介質之間有充分的熱交換,應合理選擇測點位置,盡量避免在閥門,彎頭及管道和設備的死角附近裝設熱電阻。
 
2、帶有保護套管的熱電阻有傳熱和散熱損失,為了減少測量誤差,熱電偶和熱電阻應該有足夠的插入深度:
 
1)對于測量管道中心流體溫度的熱電阻,一般都應將其測量端插入到管道中心處(垂直安裝或傾斜安裝)。如被測流體的管道直徑是200毫米,那熱電阻插入深度應選擇100毫米;
 
2)對于高溫高壓和高速流體的溫度測量(如主蒸汽溫度),為了減小保護套對流體的阻力和防止保護套在流體作用下發(fā)生斷裂,可采取保護管淺插方式或采用熱套式熱電阻。淺插式的熱電阻保護套管,其插入主蒸汽管道的深度應不小于75mm;熱套式熱電阻的標準插入深度為100mm。
 
3)假如需要測量是煙道內煙氣的溫度,盡管煙道直徑為4m,熱電阻插入深度1m即可。
 
4)當測量原件插入深度超過1m時,應盡可能垂直安裝,或加裝支撐架和保護套管。
 

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