溫度傳感器熱電阻測溫原理及材料

　　溫度測量技術(shù)在航空航天、化學(xué)、冶金、建筑材料等領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用，且溫度是確保順利生產(chǎn)和質(zhì)量控制的重要參數(shù)。溫度傳感器種類繁多，熱電偶以其測溫準確度較高、測溫范圍大、結(jié)構(gòu)相對簡單且便于維護、動態(tài)響應(yīng)速度快、信號可遠距離傳輸?shù)葍?yōu)點在實際生產(chǎn)生活和科學(xué)研究中獲得了廣泛應(yīng)用。在使用熱電偶進行溫度量測時需對熱電偶的測溫原理有所了解，才能合理準確地布置或安裝熱電偶傳感器。

溫度傳感器熱電阻測溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的。溫度傳感器熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應(yīng)用多的是鉑和銅，此外，現(xiàn)在已開始采用甸、鎳、錳和銠等材料制造溫度傳感器熱電阻。

　　溫度傳感器熱電阻的結(jié)構(gòu)

　　(1)精通型溫度傳感器熱電阻 工業(yè)常用溫度傳感器熱電阻感溫元件(電阻體)的結(jié)構(gòu)及特點見表2-1-11。從溫度傳感器熱電阻的測溫原理可知，被測溫度的變化是直接通過溫度傳感器熱電阻阻值的變化來測量的，因此，溫度傳感器熱電阻體的引出線等各種導(dǎo)線電阻的變化會給溫度測量帶來影響。引線電阻的影響一般采用三線制或四線制。

　　(2)鎧裝溫度傳感器熱電阻 鎧裝溫度傳感器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.。

　　與普通型溫度傳感器熱電阻相比，它有下列優(yōu)點：①體積小，內(nèi)部無空氣隙，熱慣性上，測量滯后小;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。

　　(3)端面溫度傳感器熱電阻 端面溫度傳感器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，其結(jié)構(gòu)如圖2-1-8所示。它與一般軸向溫度傳感器熱電阻相比，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。

　　(4)隔爆型溫度傳感器熱電阻 隔爆型溫度傳感器熱電阻通過特殊結(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)場不會引爆。

熱電阻測溫原理

熱電阻是一種能夠?qū)蓚€導(dǎo)體之間的熱電動勢連接起來的裝置，由于它具有測量精度高、響應(yīng)速度快、工作可靠等特點，因此在工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。

熱電阻是由兩個溫度不同的導(dǎo)體（如鉑）組成，當(dāng)它們通過一種稱為熱電池的東西時，其中一個導(dǎo)體在另一個導(dǎo)體上形成一個溫度高于或低于它的電動勢的溫差。熱電阻測溫原理與常見的雙金屬溫度計類似，但又有不同：

1、鉑電阻不是將兩個獨立物質(zhì)結(jié)合在一起而是作為一種金屬被測量。

2、熱電阻在測量過程中只產(chǎn)生熱電動勢，而沒有機械運動，因此它不會受到機械運動（如管道振動、輻射等）的干擾。

3、因為測量時熱電阻兩端沒有電流通過，所以它能更準確地測量出被測物體所具有的真實溫度值。

4、因為被測物體表面溫度不均勻而造成熱電阻電阻值不穩(wěn)定是一個誤差，因此一定要進行標(biāo)定來校正誤差。

鉑電阻-溫度特性曲線

熱電阻是利用熱電動勢原理工作的，它的基本方程為：

其中K代表熱電阻的電阻值，ρ代表被測溫度系數(shù)（即熱電動勢）。當(dāng)熱電阻產(chǎn)生熱電動勢時，在它周圍將會形成一個溫度場，其大小與熱電阻所處的溫度有關(guān)。這樣，一個熱電阻就可以在該溫度下用來測量另一種物質(zhì)的溫度。例如鉑電阻可以在-429℃~634℃范圍內(nèi)工作，它比熱電阻器在-671℃~852℃范圍內(nèi)工作要靈敏得多，因此可用它來測量液體和氣體中的工質(zhì)的溫度。當(dāng)鉑電阻與被測物質(zhì)接觸時，會在兩者之間形成一個電位差而產(chǎn)生電動勢。根據(jù)這個電動勢，就可以測出它所處的溫度。根據(jù)這種測量方法所得的結(jié)果叫做鉑電阻-溫度特性曲線。