熱電阻的特點(diǎn)及注意事項

熱敏電阻是用各種金屬氧化物(如氧化鋁、氧化銅、氧化鎳、氧鈷、氧化錳、氧化欽等)根據技術(shù)性能要求，選擇某幾種氧化物按不同 的比例混合，進(jìn)行研磨，摻入一定的膠黏劑成型，以鉑絲作為引線(xiàn)埋入 后干燥，再經(jīng)過(guò)高溫燒結而成。作為感溫元件，則需進(jìn)行二次熱處理以及進(jìn)行電阻值挑選。

熱敏電阻具有很大的電阻溫度系數和比電阻。它的靈敏度高，阻值大，體積小，反應迅速，但它的性能不如金屬電阻穩定，產(chǎn)品性能一 致性差。它的電阻一溫度特性是非線(xiàn)性的。

熱敏電阻可以做成較精密的溫度計。它的應用范圍廣，不僅可用于測溫和控溫，而且可以用于溫度補償（例如顯示儀表的參考端補償)。目前應用較多的熱敏電阻溫度計是半導體點(diǎn)溫計。半導體點(diǎn)溫計具有靈敏度高，體積小等優(yōu)點(diǎn)，所以它不僅可以用來(lái)測量一般液體、 氣體和固體的溫度，而且還適用于測量微小物體的溫度。

熱電阻的好壞直接影響熱電阻溫度計的效果，所以在使用時(shí)必須檢查它的好壞。在檢查時(shí)應注意①用來(lái)測量電阻體的電橋準確度必須滿(mǎn)足要求;②當發(fā)現熱電阻的電阻值不正確時(shí)，應從它的下部端點(diǎn)電阻絲交叉處增減電阻絲，而不應從其他處調整;③*調好后應將電阻絲排列整齊，不能碰接，應按原樣包扎好;④焊接時(shí)不要把好絲均打開(kāi)，以免折斷;⑤在改變熱電阻長(cháng)度時(shí)，只允許改變引線(xiàn)接線(xiàn)長(cháng)度， 不允許改變熱電阻體的長(cháng)度。

在檢查熱電阻的好壞時(shí)，zui簡(jiǎn)單易行的辦法是將熱電阻從保護管 中抽出，用萬(wàn)用表RX1擋測量其電阻值。若萬(wàn)用表的指針指示" 處，則可以判斷熱電阻已斷路，不能使用;反之，若萬(wàn)用表指針指示在 “0"處或指示值小于R。值，則表明熱電阻已短路，必須找出短路處進(jìn) 行修復;若萬(wàn)用表指針指示比R0的阻值稍偏高一些，說(shuō)明該熱電阻是正常的。 、

當檢查出熱電阻短路時(shí)，應按以下方法處理：

(1)鉑熱電阻短路時(shí)的處理。鉑熱電阻的鉑絲之間的絕緣是靠云母片銀齒隔開(kāi)的，造成鉑絲短路的原因是由于云母片鋸齒損壞或鉑絲松脫產(chǎn)生相碰，所以在排除時(shí)只需用鑷子將其分離即可。

(2)銅熱電阻短路時(shí)的處理。銅熱電阻的短路是由于受潮或絕緣 清漆脫落造成的。若熱電阻受潮，可將它放在80°C?100°C的烘箱中 烘1h?2h;若是由于絕緣清漆脫落所引起的短路,則應將脫落處重新 用清漆絕緣。

熱電阻溫度計在使用時(shí)要注意熱傳導和熱輻射所引起的附加誤差。消除熱輻射所引起的附加誤差的方法主要有以下幾種：

(1) 在使用時(shí)應盡量使器壁表面和被測介質(zhì)溫度相近，即盡量減 少它們之間的溫差。因此，如器壁暴露于空氣中，應在其表面包一層保護層，這樣可以提高器壁溫度，減少熱量損失?；蛟跓犭娮韬推鞅?之間加裝防輻射罩，這樣可以消除熱電阻和器壁之間的直接輻射作用。

(2) 盡量減小熱電阻保護管的黑度系數。

(3) 增加被測介質(zhì)的流速，使熱電阻與被測介質(zhì)間的對流傳熱增加，但zui大流速應小于80m/s。

(4) 應盡可能減小熱電阻保護管的外徑。

為了減小熱電阻在使用中由于熱傳導所產(chǎn)生的誤差，可采取下述 方法：

(1) 增加熱電阻的插人深度。應盡可能使熱電阻受熱部分增長(cháng)。

(2) 應盡可能采用熱傳導系數小的材料作保護管;但若要時(shí)間常 數小，減小動(dòng)態(tài)誤差,則相反，應選用導熱系數大的材料做保護管。

(3) 應盡可能減小保護管的壁厚及內徑。

(4) 應盡可能使熱電阻的非受熱部分或者外露部分的溫度接近于 其受熱部分。

(5) 若被測對象為流動(dòng)介質(zhì)時(shí)，應適當增加其熱交換系數。

熱電阻與顯示儀表的連接方法有以下兩種： 

(1)兩線(xiàn)制連接。兩線(xiàn)制連接是指兩線(xiàn)制熱電阻的感溫元件的兩根引出線(xiàn)與顯示儀表的連接。引出線(xiàn)的電阻值，對銅熱電阻不應超過(guò)只。的2%;對銷(xiāo)熱電阻不應超過(guò)R。的0.1%，接線(xiàn)方法見(jiàn)圖3-6(a)。 由熱電阻的接線(xiàn)座到顯示儀表的接線(xiàn)端子任用兩根導線(xiàn)連接。這種連接雖然省去了一根熱電阻引出線(xiàn)，但這種方法由于兩根銅導線(xiàn)都處 在顯示儀表測量橋路中不平衡電橋的同一個(gè)橋臂內，因銅導線(xiàn)的電阻溫度系數較大，所以環(huán)境溫度的變化對橋臂的影響較大，從而帶來(lái)測量誤差，故一般都采用三線(xiàn)制連接法。

(2)三線(xiàn)制連接法。三線(xiàn)制熱電阻的感溫元件用三根引出線(xiàn)與顯 示儀表連接。其接線(xiàn)方法如圖3-6(b)所示。由熱電阻的接線(xiàn)座到顯 示儀表的接線(xiàn)端子用三根連接導線(xiàn)連接。因為這種方法是將兩個(gè)銅導線(xiàn)分別接在顯示儀表電橋的兩個(gè)橋臂上，當環(huán)境溫度變化時(shí)，可以相互抵消，電橋仍能平衡，所以它是常采用的接線(xiàn)方法，特別是對小量 程的儀表，必須采用三線(xiàn)接線(xiàn)法接線(xiàn)。-

熱電阻在使用和保養中應注意以下幾點(diǎn)：

(1) 在使用中應根據測量范圍、被測溫場(chǎng)的氣氛和經(jīng)濟效果合理 的選用熱電阻的規格和型號。

(2) 熱電阻的安裝地點(diǎn)應避免在爐門(mén)旁或離加熱物體距離太近。 接線(xiàn)盒處的溫度不宜超過(guò)100°C，并盡可能地使其保持穩定不變。

(3) 熱電阻的插人深度可根據現場(chǎng)實(shí)際需要決定。但是至少應不小于熱電阻保護管外徑的8倍?10倍。

(4) 熱電阻應盡可能的垂直安裝，以防在高溫下彎曲變形。接線(xiàn) 盒的出線(xiàn)孔應該向下以防因密封不良而使水汽、灰塵和臟物落人接線(xiàn) 盒中。

(5) 熱電阻與顯示儀表的連接導線(xiàn)可用絕緣銅導線(xiàn)（是帶屏 蔽的）。其阻值必須滿(mǎn)足顯示儀表接線(xiàn)技術(shù)條件的規定的數據，采用二線(xiàn)或是三線(xiàn)制連接也必須根據顯示儀表的要求而定。

(6) 熱電阻在使用過(guò)程中，應盡量避免被測溫場(chǎng)以外輻射源的熱輻射影響和熱電阻本身熱傳導作用的影響，以防帶來(lái)附加誤差。

(7) 在使用中要經(jīng)常注意熱電阻絲和保護管之間，以及它們與大 地之間的絕緣是否良好，以防帶來(lái)測量附加誤差，甚至影響儀表正常工作。

熱電阻在使用中的誤差及修正方法如下：

(1) 分度誤差及修正方法。對于工業(yè)熱電阻，它的分度誤差就是熱電阻的電阻值與溫度的關(guān)系特性與統一分度表的偏差。這個(gè)偏差不能超過(guò)表3-14所規定的誤差范圍?？梢园创似顚y量結果進(jìn)行修正。

(2) 線(xiàn)路電阻引起的誤差及修正方法。熱電阻與顯示儀表或變送器配套測溫時(shí)，兩者之間是用銅導線(xiàn)連接起來(lái)的，由于顯示儀表的工作原理規定了線(xiàn)路電阻有一個(gè)嚴格的數值(如5)，這個(gè)電阻數值不準確則會(huì )給測量帶來(lái)附加誤差。其次，由于連接導線(xiàn)是銅導線(xiàn)，它受環(huán)境溫度變化的影響。當環(huán)境溫度變化時(shí)也會(huì )引起誤差。消除這些 誤差的方法是如兆問(wèn)所述的三線(xiàn)制連接法。因為這種連接方法是將 兩根銅導線(xiàn)分別接在顯示儀表電橋的兩個(gè)橋臂上，當環(huán)境溫度變化時(shí)，可以相互抵消，電橋仍能平衡，這就消除了因環(huán)境溫度變化所引起的示值誤差。

(3) 熱交換引起的誤差及消除方法。

利用熱電阻測溫因熱交換引起的誤差及消除方法與熱電偶相同， 

(4) 由顯示儀表所引起的誤差及修正。

顯示儀表的基本誤差的大小是由儀表的準確度等級決定的，要消除該項誤差，應定期校準顯示儀表，用校準的結果對顯示儀表進(jìn)行修正。

(5) 熱電阻與顯示儀表或變送器配套使用時(shí)，熱電阻是儀表測量線(xiàn)路的一部分，測量線(xiàn)路上的電流通過(guò)熱電阻時(shí)會(huì )使它發(fā)熱而引起附 加誤差。這個(gè)誤差的大小因電流的大小而不同。在工業(yè)上使用的熱 電阻,只要通過(guò)它的電流不超過(guò)6mA時(shí)，這項誤差是很小的（約0. 1℃ )，可不予考慮故一般配熱電阻的顯示儀表在設計測量線(xiàn)路時(shí)， 都限制通過(guò)熱電阻的電流不超過(guò)6mA，通常取3mA左右，以便盡量減少此項誤差。

(6)動(dòng)態(tài)誤差。當被測介質(zhì)發(fā)生變化后，熱電阻及其配套的顯示 儀表(如自動(dòng)平衡電橋）由于熱慣性和機械慣性等原因,來(lái)不及立即顯 示出變化了的溫度，因而引起誤差，這就是熱電阻測溫的動(dòng)態(tài)誤差。 這項誤差的大小主要取決于熱電阻的時(shí)間常數和熱電阻保護管的直 徑和厚度。

一般在溫度較穩定或變化很緩慢的場(chǎng)合下測溫時(shí)，此項誤差很小，可以不予考慮，但在溫度變化很快的場(chǎng)合測溫時(shí)，動(dòng)態(tài)誤差就可能增大。

由于熱電阻的體積比較大的緣故，熱電阻測溫的動(dòng)態(tài)誤差比熱電 偶測溫產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)誤差要大，所以在快速測溫中使用熱電阻要受到一定的限制。消除熱電阻測溫中引起的動(dòng)態(tài)誤差的方法與熱電偶相同，