熱電(diàn)阻的接線，安裝及測量
日期：2017-11-01 來源：儀表網站 操作：返回列表
熱電(diàn)阻是把溫度變化轉換爲電(diàn)阻值變化的一(yī)次元件，
通常需要把電(diàn)阻信号通過引線傳遞到計算機控制裝置或者其它一(yī)次儀表上。工(gōng)業用熱電(diàn)阻安裝在生(shēng)産現場，與控制室之間存在一(yī)定的距離(lí)，因此熱電(diàn)阻的引線對測量結果會有較大(dà)的影響。
通常需要把電(diàn)阻信号通過引線傳遞到計算機控制裝置或者其它一(yī)次儀表上。工(gōng)業用熱電(diàn)阻安裝在生(shēng)産現場，與控制室之間存在一(yī)定的距離(lí)，因此熱電(diàn)阻的引線對測量結果會有較大(dà)的影響。
目前熱電(diàn)阻的引線主要有三種方式：
二線制：在熱電(diàn)阻的兩端各連接一(yī)根導線來引出電(diàn)阻信号的方式叫二線制：這種引線方法很簡單，但由于連接導線必然存在引線電(diàn)阻r，r大(dà)小(xiǎo)與導線的材質和長度的因素有關，因此這種引線方式隻适用于測量精度較低的場合
三線制：在熱電(diàn)阻的根部的一(yī)端連接一(yī)根引線，另一(yī)端連接兩根引線的方式稱爲三線制，這種方式通常與電(diàn)橋配套使用，可以較好的消除引線電(diàn)阻的影響，是工(gōng)業過程控制中(zhōng)的最常用的。
四線制：在熱電(diàn)阻的根部兩端各連接兩根導線的方式稱爲四線制，其中(zhōng)兩根引線爲熱電(diàn)阻提供恒定電(diàn)流I，把R轉換成電(diàn)壓信号U，再通過另兩根引線把U引至二次儀表。可見這種引線方式可完全消除引線的電(diàn)阻影響，主要用于高精度的溫度檢測。
熱電(diàn)阻采用三線制接法。采用三線制是爲了消除連接導線電(diàn)阻引起的測量誤差。這是因爲測量熱電(diàn)阻的電(diàn)路一(yī)般是不平衡電(diàn)橋。熱電(diàn)阻作爲電(diàn)橋的一(yī)個橋臂電(diàn)阻，其連接導線（從熱電(diàn)阻到中(zhōng)控室）也成爲橋臂電(diàn)阻的一(yī)部分(fēn)，這一(yī)部分(fēn)電(diàn)阻是未知(zhī)的且随環境溫度變化，造成測量誤差。采用三線制，将導線一(yī)根接到電(diàn)橋的電(diàn)源端，其餘兩根分(fēn)别接到熱電(diàn)阻所在的橋臂及與其相鄰的橋臂上，這樣消除了導線線路電(diàn)阻帶來的測量誤差。
安裝要求
對熱電(diàn)阻的安裝，應注意有利于測溫準确，安全可靠及維修方便，
而且不影響設備運行和生(shēng)産操作。要滿足以上要求，在選擇對熱電(diàn)阻的安裝部位和插入深度時要注意以下(xià)幾點：
而且不影響設備運行和生(shēng)産操作。要滿足以上要求，在選擇對熱電(diàn)阻的安裝部位和插入深度時要注意以下(xià)幾點：
1、爲了使熱電(diàn)阻的測量端與被測介質之間有充分(fēn)的熱交換，應合理選擇測點位置，盡量避免在閥門，彎頭及管道和設備的死角附近裝設熱電(diàn)阻。
2、帶有保護套管的熱電(diàn)阻有傳熱和散熱損失，爲了減少測量誤差，熱電(diàn)偶和熱電(diàn)阻應該有足夠的插入深度：
1）對于測量管道中(zhōng)心流體(tǐ)溫度的熱電(diàn)阻，一(yī)般都應将其測量端插入到管道中(zhōng)心處(垂直安裝或傾斜安裝)。如被測流體(tǐ)的管道直徑是200毫米，那熱電(diàn)阻插入深度應選擇100毫米；
2）對于高溫高壓和高速流體(tǐ)的溫度測量(如主蒸汽溫度)，爲了減小(xiǎo)保護套對流體(tǐ)的阻力和防止保護套在流體(tǐ)作用下(xià)發生(shēng)斷裂，可采取保護管淺插方式或采用熱套式熱電(diàn)阻。淺插式的熱電(diàn)阻保護套管，其插入主蒸汽管道的深度應不小(xiǎo)于75mm；熱套式熱電(diàn)阻的标準插入深度爲100mm。
3）假如需要測量是煙道内煙氣的溫度，盡管煙道直徑爲4m，熱電(diàn)阻插入深度1m即可。
4）當測量原件插入深度超過1m時，應盡可能垂直安裝,或加裝支撐架和保護套管。
安裝注意
1、熱電(diàn)阻應盡量垂直裝在水平或垂直管道上，
安裝時應有保護套管，以方便檢修和更換。
安裝時應有保護套管，以方便檢修和更換。
2、測量管道内溫度時，元件長度應在管道中(zhōng)心線上(即保護管插入深度應爲管徑的一(yī)半)。
3、溫度動圈表安裝時，開(kāi)孔尺寸要合适，安裝要美觀大(dà)方。
4、高溫區使用耐高溫電(diàn)纜或耐高溫補償線。
5、要根據不同的溫度選擇不同的測量元件。一(yī)般測量溫度小(xiǎo)于400℃時選擇熱電(diàn)阻。
6、接線要合理美觀，表針指示要正确。
熱電(diàn)阻溫度計的原理是利用導體(tǐ)或半導體(tǐ)的電(diàn)阻随溫度變化這一(yī)特性。
熱電(diàn)阻溫度計的主要優點有：測量精度高，複現性好；有較大(dà)的測量範圍，尤其是在低溫方面；易于使用在自動測量中(zhōng)，也便于遠距離(lí)測量。同樣，熱電(diàn)阻也有缺陷，在高溫（大(dà)于850℃）測量中(zhōng)準确性不好；易于氧化和不耐腐蝕。
熱電(diàn)阻溫度計的主要優點有：測量精度高，複現性好；有較大(dà)的測量範圍，尤其是在低溫方面；易于使用在自動測量中(zhōng)，也便于遠距離(lí)測量。同樣，熱電(diàn)阻也有缺陷，在高溫（大(dà)于850℃）測量中(zhōng)準确性不好；易于氧化和不耐腐蝕。
目前，用于熱電(diàn)阻的材料主要有鉑、銅、鎳等，采用這些材料主要是它們在常用溫度段的溫度與電(diàn)阻的比值是線性關系，我(wǒ)們這裏主要介紹鉑電(diàn)阻溫度計。
鉑是一(yī)種貴金屬，它的物(wù)理化學性能很穩定，尤其是耐氧化能力很強，它易于提純，有良好的工(gōng)藝性，可以制成極細的鉑絲，與銅，鎳等金屬相比，有較高的電(diàn)阻率，複現性高，是一(yī)種比較理想的熱電(diàn)阻材料，缺點是電(diàn)阻溫度系數較小(xiǎo)，在還原介質中(zhōng)工(gōng)作易變脆，價格也較貴。鉑的純度通常用電(diàn)阻比來表示： W(100)=R100/R0
R100表示100℃時的電(diàn)阻值；R0表示0℃時的電(diàn)阻值
根據IEC标準，采用W(100)=1.3850 初始電(diàn)阻值爲R0=100Ω（R0=10Ω）的鉑電(diàn)阻爲工(gōng)業用标準鉑電(diàn)阻，R0=10Ω的鉑電(diàn)阻溫度計的阻絲較粗，主要應用于測量600℃以上的溫度。鉑電(diàn)阻的電(diàn)阻與溫度方程爲一(yī)分(fēn)段方程：
Rt=R0[1+At+Bt2+C(t－100℃)t3] t 表示在－200～0℃
Rt=R0(1+At+Bt2) t表示在0～850℃
解此方程，則可根據電(diàn)阻值已知(zhī)溫度值，但實際工(gōng)作中(zhōng)，可以查熱電(diàn)阻分(fēn)度表來根據電(diàn)阻值确定溫度值。
根據标準規定，鉑熱電(diàn)阻分(fēn)爲A級和B級，A級測溫允許誤差±（0.15℃+0.002|t|）, B級測溫允許誤差±（0.3℃+0.005|t|）。
現場使用的熱電(diàn)阻一(yī)般都是铠裝熱電(diàn)阻，它是由熱電(diàn)阻體(tǐ)、絕緣材料、保護管組成，熱電(diàn)阻體(tǐ)和保護管焊接一(yī)起，中(zhōng)間填充絕緣材料，這樣能夠很好的保護熱電(diàn)阻體(tǐ)，耐沖擊，耐震，耐腐蝕。
三線制鉑熱電(diàn)阻測量方法：
鉑熱電(diàn)阻有兩線制，三線制，四線制幾種，兩線制在測量中(zhōng)誤差較大(dà)，已不使用，現在工(gōng)業用一(yī)般是三線制的，實驗室用一(yī)般爲四線制。這裏主要介紹下(xià)三線制鉑熱電(diàn)阻的接線。三線制鉑熱電(diàn)阻是在電(diàn)阻的a端并聯一(yī)個c端，從而實現電(diàn)阻引出a，b，c三個接線端子，這樣，由b導線引入的測量導線本身的電(diàn)阻，可以由c導線來補償，使引線電(diàn)阻不随溫度變化而引入的引線電(diàn)阻誤差的影響減小(xiǎo)很多。三線制鉑熱電(diàn)阻，在二次儀表中(zhōng)，均有可變阻值的電(diàn)橋，根據所配合的鉑熱電(diàn)阻的量程不同，可以對二次儀表的電(diàn)橋中(zhōng)的鉑熱電(diàn)阻進行微調，能進行更精确的測量。
熱電(diàn)阻溫度計分(fēn)度新方法：
工(gōng)業鉑電(diàn)阻溫度計是一(yī)種被廣泛使用的測溫儀器。長期以來，國内外(wài)相關标準或技術規範中(zhōng)普遍采用CVD方程的計算方法對其進行檢定分(fēn)度。但采用CVD方程檢定分(fēn)度的工(gōng)業鉑電(diàn)阻溫度計準确度不高、穩定性低、不确定度較大(dà)，無法作爲傳遞标準使用。
爲此，多數工(gōng)業測溫領域或要求不高的實驗室隻能采用精度較高的标準鉑電(diàn)阻溫度計作爲溯源傳遞标準，但實際工(gōng)業測溫領域由于各種條件限制，标準鉑電(diàn)阻溫度計無法使用，使得溫度量值傳遞和溯源在這些地方無法實現，不能開(kāi)展實際的計量校準工(gōng)作。
對工(gōng)業鉑熱電(diàn)阻溫度計進行檢定分(fēn)度的可行性，并與普遍采用的CVD方程給出的溫度—電(diàn)阻關系計算結果相比較，進而給出二者存在的差異，探讨建立精密工(gōng)業鉑電(diàn)阻溫度計作爲傳遞标準的途徑與方法。通過對不同型号、不同廠家制造的多支工(gōng)業鉑熱電(diàn)阻在不同溫區分(fēn)别開(kāi)展研究和分(fēn)析，給出每支溫度計的實驗結果、數據曲線及采用兩種不同方法分(fēn)度所引起的測量誤差。
實驗證明，ITS-1990溫标的内插方法用于工(gōng)業鉑熱電(diàn)阻溫度計是可行的，與CVD方程用于工(gōng)業鉑電(diàn)阻檢定分(fēn)度的計算方法相比，具有較好的準确性和一(yī)緻性。此前，意大(dà)利和加拿大(dà)的國家計量技術機構進行了采用溫标内插公式研究工(gōng)業鉑電(diàn)阻分(fēn)度方法的工(gōng)作。
提高工(gōng)業電(diàn)阻測溫準确性和穩定性的傳統手段都在元件純度、封裝技術、制作流程上下(xià)功夫；則從計算方法上給出了新思路，爲精密鉑電(diàn)阻和工(gōng)業鉑電(diàn)阻在溫度量值傳遞和溯源體(tǐ)系的完善奠定了基礎，可廣泛應用于工(gōng)業鉑電(diàn)阻的測溫領域。
