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热电阻的原理及结构(1)

热电阻的原理

1．热电阻测温原理及材料

热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用较多的是铂和铜，此外，现在已开始采用甸、镍、锰和铑等材料制造热电阻。

2．热电阻的结构

（1）精通型热电阻

从热电阻的测温原理可知，被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的，因此，热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。为消除引线电阻的影响一般采用三线制或四线制。

（两线制：两根线及传输电源又传输信号,也就是传感器输出的负载和电源是串联在一起的，电源是从外部引入的，和负载串联在一起来驱动负载。 三线制：三线制传感器就是电源正端和信号输出的正端分离，但它们共用一个COM端。 四线制：电源两根线，信号两根线。电源和信号是分开工作的。）

　　从物理学中我们知道，导体(或半导体)的电阻值是随着温度的变化而变化的，一般说来，它们之间有如下关系，即

　　R=f（t）

　　通常用电阻温度系数α来描述电阻值随着温度变化而变化这一特性，它的定义是：在某一温度间隔内，温度变化1℃时的电阻相对变化量，单位为1/℃。

　　金属导体的电阻一般随温度升高而增大，α为正值，称为正的电阻温度系数。用于测温的半导体材料的α为负值，即具有负的电阻温度系数。各种材料的α值并不相同，对纯金属而言，一般为0.38％～0.68％左右。它的大小与导体本身的纯度有关，α越大，导体材料的纯度越高。通常用电阻比来表示材料的纯度，代表在1OO℃时的电阻值，代表在0℃时的电阻值。而半导体的电阻值却随着温度的升高而减少，在2O℃左右，温度每变化1℃，其电阻值要变化-2～-6[%]。若能设法测出电阻值的变化，就可相应地确定温度的变化，达到测温的目的。电阻温度计就是利用导体(或半导体)的电阻值随着温度变化这一特性来进行温度测量的。即把温度变化所引起导体电阻变化，通过测量桥路转换成电压信号，然后送入显示仪表以指示或记录被测温度。

热电阻的一般要求是什么

热电阻的一般要求

　　1.物理、化学性质稳定，测量精度高，抗腐蚀，使用寿命长。

　　2.电阻温度系数要大，即灵敏度要高。

　　3.电阻率要高，以使热电阻的体积较小，减小测温的时间常数。

　　4.热容量要小，使电阻体热惰性小，反应较灵敏。

　　5.线性好，即电阻与温度关系成线性或为平滑曲线。

　　6.易于加工，价格便宜，降低制造成本。

　　7.复现性好，便于成批生产和部件互换。

热电阻的安装要求及注意事项

热电阻的安装要求

　　对热电阻的安装,应注意有利于测温准确,安全可考及维修方便,而且不影响设备运行和生产操作.要满足以上要求,在选择对热电阻的安装部位和插入深度时要注意以下几点:

　　1、为了使热电阻的测量端与被测介质之间有充分的热交换,应合理选择测点位置,尽量避免在阀门,弯头及管道和设备的死角附近装设热电阻.

　　2、带有保护套管的热电阻有传热和散热损失,为了减少测量误差,热电偶和热电阻应该有足够的插入深度:

　　(1)对于测量管道中心流体温度的热电阻,一般都应将其测量端插入到管道中心处(垂直安装或倾斜安装).如被测流体的管道直径是200毫米,那热电阻插入深度应选择100毫米;

　　(2)对于高温高压和高速流体的温度测量(如主蒸汽温度),为了减小保护套对流体的阻力和防止保护套在流体作用下发生断裂,可采取保护管浅插方式或采用热套式热电阻.浅插式的热电阻保护套管,其插入主蒸汽管道的深度应不小于75mm;热套式热电阻的标准插入深度为100mm;

　　(3)假如需要测量是烟道内烟气的温度,尽管烟道直径为4m,热电阻插入深度1 m即可.

　　(4)当测量原件插入深度超过1m时,应尽可能垂直安装,或加装支撑架和保护套管.