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热电阻温度计的工作原理及安装要求

作者:发布时间:2020/1/7 11:00:39浏览次数:

工作原理:

热电阻的测温原理是基于导体或半导体的电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度或者与温度有关的参数。

绝大多数金属的电阻值随温度而变化,温度越高电阻越大,即具有正的电阻温度系数。而大多数半导体材料具有负的电阻温度系数,即温度越高电阻越小。

组成材料要求

1、在测温范围内化学和物理性能稳定;

2、复现性好;

3、电阻温度系数大,以得到高灵敏度;

4、电阻率大,可以得到小体积元件;

5、电阻温度特性尽可能接近线性;

6、价格低廉。

常用热电阻原件:

常用的热电阻元件有:铂热电阻、铜热电阻、半导体热敏电阻。

铂热电阻采用高纯度铂丝绕制而成,具有测温精度高、性能稳定、复现性好、抗氧化等优点,因此在基准、实验室和工业中被广泛应用。但其在高温下容易被还原性气氛所污染,使铂丝变脆,改变其电阻温度特性,所以需用套管保护方可使用。铂丝纯度是决定温度计精度的关键。铂丝纯度越高其稳定性越高、复现性越好、测温精度也越高。

铜热电阻的电阻值与温度近于呈线性关系,电阻温度系数也较大,且价格便宜,所以在一些测量精度要求不是很高的情况下,就常采用铜热电阻。但其在高于100℃的气氛中易被氧化,故多用于测量-50~150℃温度范围。

半导体热敏电阻优点:负电阻温度系数大,因此灵敏度高。电阻率大,可作成体积小而电阻值大的电阻元件,这就使之具有热惯性小和可测量点温度或动态温度。缺点:同种半导体热敏电阻的电阻温度特性分散性大,非线性严重,元件性能不稳定,因此互换性差、精度较低。

热电阻连接方式:

二线制:在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二线制,这种引线方法很简单,但由于连接导线必然存在引线电阻R,R大小与导线的材质和长度的因素有关,因此这种引线方式只适用于测量精度较低的场合

三线制:在热电阻的根部的一端连接一根引线,另一端连接两根引线的方式称为三线制,这种方式通常与电桥配套使用,可以较好的消除引线电阻的影响,是工业过程控制中的最常用的。

四线制:在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制,其中两根引线为热电阻提供恒定电流I,把R转换成电压信号U,再通过另两根引线把U引至二次仪表。可见这种引线方式可完全消除引线的电阻影响,主要用于高精度的温度检测。

安装要求:

对热电阻的安装,应注意有利于测温准确,安全可靠及维修方便,而且不影响设备运行和生产操作。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1m即可。

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

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