熱電阻的引出線方式有3種:即2線制、3線制、4線制。
2線制熱電阻配線簡單,但要帶進引線電阻的附加誤差。因此不適用制造a級精度的熱電阻,且在使用時引線及導線都不宜過長。
3線制可以消除引線電阻的影響,測量精度高于2線制。作為過程檢測元件,其應用很廣。
4線制不僅可以消除引線電阻的影響,而且在連接導線阻值相同時,還可以消除該電阻的影響。在高精度測量時,要采用4線制。
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及與溫度有關(guān)的參數(shù)。熱電阻大都由純金屬材料制成,目前應用很多的是鉑和銅,現(xiàn)在已開始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。熱電阻通常需要把電阻信號通過引線傳遞到計算機控制裝置或者其它二次儀表上。
普通型熱電阻
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。
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,較小可達到φ0.25mm。與普通型熱電阻相比,它有下列優(yōu)點:
1、體積小,內(nèi)部無空氣隙,熱慣性上,測量值后;
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。
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。
隔爆型熱電阻
隔爆型熱電阻通過特殊結(jié)構(gòu)的接線盒,把其外殼內(nèi)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(nèi),生產(chǎn)現(xiàn)場不會引超爆炸。隔爆型熱電阻可用于Bla-B3c級區(qū)內(nèi)具有爆炸危險場所的溫度測量。
熱電阻的測溫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。因此,只要測量出感溫熱電阻的阻值變化,就可以測量出溫度。目前主要有金屬熱電阻和半導體熱敏電阻兩類。
金屬熱電阻的電阻值和溫度一般可以用以下的近似關(guān)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(guān)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(jié)構(gòu)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(nèi)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。
工業(yè)上常用金屬熱電阻從電阻隨溫度的變化來看,大部分金屬導體都有這個性質(zhì),但并不是都能用作測溫熱電阻,作為熱電阻的金屬材料一般要求:盡可能大而且穩(wěn)定的溫度系數(shù)、電阻率要大(在同樣靈敏度下減小傳感器的尺寸)、在使用的溫度范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的化學物理性能、材料的復制性好、電阻值隨溫度變化要有間值函數(shù)關(guān)系(較好呈線性關(guān)系)。