熱電阻測溫原(yuán)理

1、熱電阻的(de)結(jié)構形(xíng)式(shì)
    和(hé) 熱電(diàn)偶 溫度傳感器相類(lèi)似，工業上常用的熱(rè)電阻(zǔ)主要有普(pǔ)通裝(zhuāng)配式熱電(diàn)阻和(hé)铠裝(zhuāng)熱電阻兩(liǎng)種型式。
    普通通(tōng) 裝配(pèi)式熱電阻(zǔ) 是由感溫體、有(yǒu)鏽鋼外保(bǎo)護管(guǎn)、接線盒以及各種用途(tú)的固定(dìng)裝置級成(chéng)，安裝(zhuāng)固定(dìng)裝置有固(gù)定外螺紋(wén)、活動(dòng)法蘭(lán)盤、固定法(fǎ)蘭和(hé)帶固定螺(luó)栓(shuān)錐形(xíng)保護管(guǎn)等形式。 铠裝(zhuāng)熱(rè)電阻 外保護套(tào)管采用(yòng)不鏽鋼(gāng)，内充高密度氧(yǎng)化物絕緣體，具有很強的抗污(wū)染性能和(hé)優良(liáng)的機械(xiè)強(qiáng)度。與(yǔ)前者相(xiàng)比，铠裝熱電(diàn)阻具有直(zhí)徑小、易彎(wān)曲、抗震性好、熱響應(yīng)時間快、使用壽(shòu)命長(zhǎng)的優點。
2、熱電阻的測(cè)溫原理
    與熱電偶的(de)測溫原理不同(tóng)的是， 熱電阻 是(shì)基于(yú)電阻的熱(rè)效應(yīng)進行溫度(dù)測量的，即電阻體的阻值随溫度的變化而變(biàn)化的(de)特(tè)性。因此(cǐ)，隻要測量出感(gǎn)溫熱電阻的阻(zǔ)值變化，就(jiù)可以測量(liàng)出溫度。目(mù)前主要有(yǒu)金屬(shǔ)熱(rè)電阻和半導(dǎo)體熱敏電(diàn)阻兩(liǎng)類。
金屬熱電阻(zǔ)的電(diàn)阻值(zhí)和溫度一(yī)般可以用(yòng)以下的近(jìn)似關(guān)系式(shì)表示，即
rt=rt0[1+α（t-t0）]
式(shì)中，rt爲溫度(dù)t時的阻值；rt0爲(wèi)溫度t0（通(tōng)常t0=0℃）時對應電阻值；α爲溫度系數(shù)。
半導體熱敏電(diàn)阻的(de)阻值和溫(wēn)度關系(xì)爲
rt=aeb/t
式中(zhōng)rt爲溫(wēn)度(dù)爲t時的阻值(zhí)；a、b取(qǔ)決于半導體材(cái)料的結構的(de)常數(shù)。
相比(bǐ)較而言，熱敏電(diàn)阻的溫度(dù)系數(shù)更大，常(cháng)溫下的(de)電阻值更高（通常在數千(qiān)歐以(yǐ)上），但互(hù)換性較(jiào)差，非線性嚴重(zhòng)，測溫(wēn)範圍隻有(yǒu)-50~300℃左右，大量用于(yú)家電(diàn)和(hé)汽車用(yòng)溫度檢(jiǎn)測和控(kòng)制。 貴金屬熱電(diàn)阻 一般适用于(yú)-200~500℃範圍内的溫度(dù)測量(liàng)，其(qí)特(tè)點是測量(liàng)準确、穩定性好(hǎo)、性能可靠(kào)，在(zài)程控(kòng)制中的應用(yòng)極其廣泛。
3、工業(yè)上常(cháng)用金(jīn)屬熱電阻
    從電(diàn)阻随溫度的變(biàn)化來(lái)看，大部分(fèn)金屬(shǔ)導體(tǐ)都有(yǒu)這個性質，但并(bìng)不是都能(néng)用作(zuò)測溫熱電阻，作(zuò)爲熱電阻的金屬材(cái)料一般(bān)要(yào)求：盡可能(néng)大而(ér)且穩(wěn)定的溫度(dù)系數、電(diàn)阻(zǔ)率要(yào)大（在(zài)同樣(yàng)靈敏(mǐn)度下減小(xiǎo)傳感(gǎn)器的尺寸(cùn)）、在使(shǐ)用的(de)溫(wēn)度(dù)範圍(wéi)内具(jù)有穩(wěn)定的化學物理性能、材料的複(fú)制性好、電阻值(zhí)随溫度變化要有間(jiān)值函數關系（呈線性(xìng)關(guān)系(xì)）。
    目前(qián)應用廣(guǎng)泛(fàn)的熱電阻(zǔ)材(cái)料(liào)是鉑(bó)和銅：鉑電阻精度高(gāo)，适用于中(zhōng)性和氧化性介質，穩定性好(hǎo)，具(jù)有一定的非線(xiàn)性，溫(wēn)度越高電(diàn)阻變化率越小(xiǎo)；銅電阻(zǔ)在測溫(wēn)範圍内電阻值和溫(wēn)度呈線性關系(xì)，溫(wēn)度線數大，适用于無腐(fǔ)蝕介質，超過150易(yì)被氧化。最常用(yòng)的有r0=10Ω、r0=100Ω和r0=1000Ω等(děng)幾種(zhǒng)，它們的分度号(hào)分别爲(wèi)pt10、pt100、pt1000；銅(tóng)電阻有r0=50Ω和(hé)r0=100Ω兩種，它們(men)的分度号爲cu50和(hé)cu100。其中pt100和cu50的(de)應用(yòng)廣泛。
4、熱電阻的信号(hào)連接(jiē)方式(shì)
   熱電阻是把溫(wēn)度變(biàn)化(huà)轉換爲電阻值變(biàn)化的一次元件，通常(cháng)需要(yào)把電(diàn)阻信号通(tōng)過引線傳(chuán)遞到(dào)計算機控制裝置或者其它一次儀表上(shàng)。工業(yè)用熱電阻(zǔ)安裝在生産現(xiàn)場，與控制室之(zhī)間存在一(yī)定的(de)距離，因此熱電(diàn)阻的(de)引線對測(cè)量結果會(huì)有較(jiào)大的影響(xiǎng)。
目前(qián)熱電阻的引線(xiàn)主要有三種方(fāng)式
    ○1二線制：在熱(rè)電阻的兩端各(gè)連接一根導線(xiàn)來引出電(diàn)阻信号的方(fāng)式叫二(èr)線制：這種引線方(fāng)法很簡單，但(dàn)由于連接(jiē)導線(xiàn)必然(rán)存在引線(xiàn)電阻r，r大(dà)小與導線的(de)材質和長(zhǎng)度的因素有關(guān)，因此(cǐ)這種引線(xiàn)方式隻适(shì)用于(yú)測量(liàng)精(jīng)度較低(dī)的場合(hé)
    ○2三線制(zhì)：在熱(rè)電阻的根(gēn)部的一端連接(jiē)一根引線(xiàn)，另一(yī)端連(lián)接(jiē)兩(liǎng)根引線的(de)方式稱爲(wèi)三(sān)線制，這種方(fāng)式通(tōng)常與電橋(qiáo)配套使用，可以(yǐ)較好(hǎo)的(de)消(xiāo)除引(yǐn)線電阻(zǔ)的影響，是工(gōng)業過程控(kòng)制中的常(cháng)用(yòng)的(de)引線電阻。
    ○3四線(xiàn)制：在熱電阻的根部(bù)兩端各連(lián)接兩根導線的(de)方式(shì)稱爲四線(xiàn)制，其中(zhōng)兩(liǎng)根引(yǐn)線爲熱(rè)電阻提(tí)供恒(héng)定(dìng)電流i，把r轉換成電(diàn)壓信(xìn)号u，再(zài)通過(guò)另兩(liǎng)根引(yǐn)線把u引至(zhì)二次儀(yí)表(biǎo)。可見(jiàn)這種引線方式(shì)可消(xiāo)除引線的(de)電阻(zǔ)影響(xiǎng)，主(zhǔ)要用于高(gāo)精(jīng)度的溫度(dù)檢測(cè)。
    對于一些特殊(shū)的測(cè)溫場合，還可以(yǐ)選用一些專業型熱電阻(zǔ)，如，測(cè)量固體表面溫度可以選用 端(duān)面熱電阻 ，在易(yì)燃易(yì)爆場合可以選用防(fáng)爆型熱電阻，測量震(zhèn)動設備上(shàng)的溫(wēn)度可以選用帶(dài)有防震(zhèn)結構的熱電阻等。