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熱電阻溫度計的工作原理及安裝要求

作者:發布時間:2020/1/7 11:00:39瀏覽次數:

工作原理:

熱電阻的測溫原理是基于導體或半導體的電阻值隨溫度變化而變化這一特性來測量溫度或者與溫度有關的參數。

絕大多數金屬的電阻值隨溫度而變化,溫度越高電阻越大,即具有正的電阻溫度系數。而大多數半導體材料具有負的電阻溫度系數,即溫度越高電阻越小。

組成材料要求

1、在測溫范圍內化學和物理性能穩定;

2、復現性好;

3、電阻溫度系數大,以得到高靈敏度;

4、電阻率大,可以得到小體積元件;

5、電阻溫度特性盡可能接近線性;

6、價格低廉。

常用熱電阻原件:

常用的熱電阻元件有:鉑熱電阻、銅熱電阻、半導體熱敏電阻。

鉑熱電阻采用高純度鉑絲繞制而成,具有測溫精度高、性能穩定、復現性好、抗氧化等優點,因此在基準、實驗室和工業中被廣泛應用。但其在高溫下容易被還原性氣氛所污染,使鉑絲變脆,改變其電阻溫度特性,所以需用套管保護方可使用。鉑絲純度是決定溫度計精度的關鍵。鉑絲純度越高其穩定性越高、復現性越好、測溫精度也越高。

銅熱電阻的電阻值與溫度近于呈線性關系,電阻溫度系數也較大,且價格便宜,所以在一些測量精度要求不是很高的情況下,就常采用銅熱電阻。但其在高于100℃的氣氛中易被氧化,故多用于測量-50~150℃溫度范圍。

半導體熱敏電阻優點:負電阻溫度系數大,因此靈敏度高。電阻率大,可作成體積小而電阻值大的電阻元件,這就使之具有熱慣性小和可測量點溫度或動態溫度。缺點:同種半導體熱敏電阻的電阻溫度特性分散性大,非線性嚴重,元件性能不穩定,因此互換性差、精度較低。

熱電阻連接方式:

二線制:在熱電阻的兩端各連接一根導線來引出電阻信號的方式叫二線制,這種引線方法很簡單,但由于連接導線必然存在引線電阻R,R大小與導線的材質和長度的因素有關,因此這種引線方式只適用于測量精度較低的場合

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,是工業過程控制中的最常用的。

四線制:在熱電阻的根部兩端各連接兩根導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轉換成電壓信號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完全消除引線的電阻影響,主要用于高精度的溫度檢測。

安裝要求:

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。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,或加裝支支撐架和保護套管。

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