热电阻原理PPT
热电阻测温原理1. 热电阻测温的基本原理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，应用最多的...
热电阻测温原理1. 热电阻测温的基本原理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，应用最多的是铜和铂，此外，现在也开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。2. 金属导体电阻值与温度的关系金属导体的电阻值（R）与它的长度（L）、横截面积（S）和电阻率（ρ）成正比，而与导体的温度（T）成反比，即：R=ρ(L/S)这个规律在温度范围不大时基本适用，但当考虑更宽的温度范围时，金属导体的电阻率（ρ）与温度（T）的关系可近似表示为：ρ=ρ0[1+α(T-T0)]式中：ρ0是导体在T0温度为100Ω·m时的电阻率；α是电阻率温度系数。电阻率温度系数α的物理意义是表示导体电阻率随温度每变化1度时的相对变化量。对于某些金属导体，α值随温度的升高而增大。因此，在温度较高时，必须考虑电阻率温度系数随温度的变化。为了精确测量温度，应选择α值小且稳定的材料做热电阻，最好α与温度的关系为常数。目前用铜和铂作为热电阻材料，其中铂的精度高而稳定，应用也最广泛。3. 热电阻测温的特点（1）测量精度高。因热电阻感温元件本身即是测温元件，无中间环节，因此测量误差较小。（2）测量范围大。一般工业用热电阻测温范围均为-200~+500℃，实际上还可测更低的温度（如用碳电阻可测至1K左右的低温）。（3）易于实现远点集中测量。因热电阻体积小，能够测量电桥和线路本身的电阻所引起的误差也很小。（4）性能稳定。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这一基本物理性质，其测温准确度及稳定性与被测物体的材料关系不大，因此测温范围可扩展到负温域（如用金属或合金作测温材料时，最低可测至-273℃）。热电阻的结构1. 热电阻的结构形式热电阻的结构形式主要有三种：（1）铠装热电阻铠装热电阻是由感温元件（电阻体）、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，它的外径一般为φ2--φ8mm，最小可达φmm。与普通热电阻相比，它有下列优点：①体积小，内部无空气隙，热惯性上，测量滞后小；②机械性能好、耐振，抗冲击；③能弯曲，便于安装；④使用寿命长。（2）端面热电阻端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制，紧贴在温度计端面。它与一般轴向热电阻相比，能更正确和快速地反映被测端面的实际温度，适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。（3）隔爆型热电阻隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒，把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸限制在接线盒内，生产现场不会引超爆炸。隔爆型热电阻可用于Bla--B3c级区内具有爆炸危险场所的温度测量。2. 热电阻的引出线方式热电阻的引出线方式有接线盒形式（通过二次仪表线接至显示仪表）和裸线形式（用户自备连接线，直接接到显示仪表上）。对于采用二次仪表的场合，用户订货时只需注明接线盒的形式及数量。对于采用裸线形式的场合，用户订货时需注明引出线的长短及根数。3. 热电阻的允许偏差值及允许最大功耗用户在订货时，应告知使用测量精度及测温范围，以便确定热电阻的允许偏差值。同时，根据使用场合及测温范围的不同情况，可确定所需热电阻的允许最大功耗值的大小。热电阻的型号及规格1. 热电阻的型号热电阻的型号由五部分组成，各部分的意义如下：第一部分：类别代号。用字母“R”表示热电阻。第二部分：材料代号。用字母表示热电阻的电极材料。例如：F表示铂；C表示铜；N表示镍；M表示锰；S表示铑第三部分：感温元件的结构形式代号。用字母表示感温元件的结构形式。例如：W表示线绕式；X表示管式；R表示热敏电阻；H表示端面热电阻；D表示端面热电阻；S表示双支式。第四部分：安装固定形式代号。用字母表示热电阻的安装固定形式。例如：M表示无固定装置；F表示固定螺纹；X表示活动法兰；G表示固定法兰；L表示链式；Q表示固定卡套；D表示活动卡套；X表示活动法兰式斜接；T表示活动法兰式直接。第五部分：精度等级。用数字表示热电阻的精度等级。例如：1表示A级；2表示B级。举例说明：Pt100P表示铂电阻，t表示材料为铜或铂，100表示电阻值在0℃时为100ΩCu50C表示铜电阻，u表示材料为铜，50表示电阻值在0℃时为50Ω2. 热电阻的规格热电阻的规格通常以其阻值、长度、直径以及引线长度等来表示。阻值如Pt100的阻值为100Ω（在0℃时）长度热电阻的长度，通常以毫米（mm）为单位直径热电阻的直径，通常以毫米（mm）为单位引线长度热电阻的引出线长度，通常以米（m）为单位3. 热电阻的选型考虑在选择热电阻时，需要考虑以下因素：测量范围确定所需测量的温度范围精度要求根据测量需求选择合适的精度等级稳定性考虑热电阻的长期稳定性和可靠性环境条件考虑工作环境对热电阻的影响，如温度、湿度、压力等安装要求根据安装空间和使用场景选择适当的安装固定形式成本因素在满足测量需求的前提下，考虑成本因素，选择性价比高的热电阻热电阻的接线方法1. 二线制接线二线制接线是将热电阻的两端直接接到测量仪表上，无需额外的补偿导线。这种接线方式简单，但容易受到线路电阻的影响，导致测量误差。2. 三线制接线三线制接线是在热电阻的两端各引出一根导线，另外再加一根补偿导线。补偿导线与测量仪表的第三端相连，用于消除线路电阻对测量的影响。这种接线方式可以提高测量精度。3. 四线制接线四线制接线是在热电阻的两端各引出两根导线，分别连接到测量仪表的对应端子上。这种接线方式可以完全消除线路电阻对测量的影响，实现高精度的温度测量。热电阻的应用领域热电阻作为一种常用的温度测量元件，广泛应用于各个领域，如：工业自动化用于监测和控制各种工业设备的温度能源管理监测锅炉、发电机等设备的运行温度，保障设备的安全和效率实验室研究用于实验室中的高精度温度测量医疗领域用于监测病人的体温、监测手术过程中的温度变化等航空航天用于监测飞机、火箭等航空航天器的温度热电阻的维护与保养为确保热电阻的正常运行和延长使用寿命，需要进行定期的维护与保养，包括：定期检查热电阻的连接线路确保连接良好，无断路或短路现象定期对热电阻进行清洁去除表面的灰尘和污垢，保持其良好的散热性能对于长期工作在恶劣环境下的热电阻需要定期检查其外观和性能，及时更换损坏的部件在安装和拆卸热电阻时应严格按照操作规程进行，避免损坏热电阻或影响其测量精度总结热电阻作为一种常用的温度测量元件，具有测量精度高、稳定性好、可靠性高等优点，被广泛应用于各个领域。在使用热电阻时，需要选择合适的型号和规格，并根据实际情况选择合适的接线方式和安装方式。同时，还需要进行定期的维护与保养，以确保其正常运行和延长使用寿命。 七、热电阻的常见故障及排除方法1. 热电阻断路现象：仪表指示值比实际值低或示值不稳。原因：热电阻接线端子与导线接触不良；热电阻断路。排除方法：检查接线端子与导线是否接触良好；更换热电阻。2. 热电阻短路现象：仪表指示值异常低或为零。原因：热电阻接线端子与导线短路；热电阻内部短路。排除方法：检查接线端子与导线是否短路；更换热电阻。3. 热电阻接触不良现象：仪表指示值不稳定。原因：热电阻接线端子松动或氧化；导线与热电阻接触不良。排除方法：紧固接线端子；清洁接线端子和导线表面，确保良好接触。4. 热电阻测量值偏低或偏高现象：仪表指示值与实际温度不符。原因：热电阻长期运行导致老化；测量线路中存在其他热源干扰；热电阻安装位置不当，受到外部热源影响。排除方法：更换老化的热电阻；检查测量线路，消除干扰源；调整热电阻的安装位置，避免外部热源影响。热电阻的发展趋势随着科技的进步和工业的发展，热电阻作为一种重要的温度测量元件，也在不断发展和创新。未来的热电阻可能会朝着以下几个方向发展：1. 高精度、高稳定性随着工业自动化和智能化水平的提高，对温度测量的精度和稳定性要求也越来越高。未来的热电阻可能会采用更先进的材料和工艺，提高测量精度和稳定性，以满足更广泛的应用需求。2. 微型化、集成化随着微型化和集成化技术的发展，未来的热电阻可能会更加小巧、轻便，方便集成到各种设备和系统中。同时，微型化的热电阻还可以提高测量速度和响应速度，进一步提高测量精度和稳定性。3. 智能化、网络化随着物联网和智能化技术的发展，未来的热电阻可能会具备更多的智能化功能，如自校准、自诊断等。同时，热电阻还可以通过网络连接到云平台或智能控制系统中，实现远程监控和控制，提高测量效率和管理水平。4. 绿色环保、可持续发展随着环保意识的日益增强，未来的热电阻可能会更加注重绿色环保和可持续发展。例如，采用环保材料和工艺制造热电阻；优化热电阻的结构和性能，降低能耗和排放等。总之，随着科技的不断进步和工业的不断发展，热电阻作为一种重要的温度测量元件，将会在未来发挥更加重要的作用。我们期待着更多的创新和突破，为工业自动化、智能化和可持续发展做出更大的贡献。
