一、熱電阻測(cè)溫原理及材料
熱電阻測(cè)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(lái)進(jìn)行溫度測(cè)量的。
熱電阻大都由純金屬材料制成,目前應(yīng)用最多的是鉑和銅,此外,現(xiàn)在已開(kāi)始采用甸、鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。
1、鉑熱電阻的溫度特性
(1)在0~850℃范圍內(nèi):
(2)在-200~0℃范圍內(nèi):
式中A、B、C的系數(shù)各為: A=3.90802×10-3C-1 ;B=-5.802?10-7C-2 C=-4.27350?10-12C-4
鉑電阻阻值與溫度的分度關(guān)系由止兩式?jīng)Q定。
2、銅熱電阻的溫度特性
在-50~150℃范圍內(nèi):
式中 A=4.28899?10-3C-1;B=-2.133?10-7C-2;C=1.233?10-9C-3
銅電阻和溫度的分度關(guān)系由上式?jīng)Q定,鉑熱電阻和銅熱電阻的技術(shù)性能見(jiàn)表1-1
表1-1常用熱電阻的技術(shù)性能
名稱(chēng)
|
分度號(hào)
|
溫度范圍℃
|
溫度為0℃時(shí)阻值R0,Ω
|
電阻比
R100/R0
|
主要特點(diǎn)
|
標(biāo)準(zhǔn)熱電阻
|
鉑電阻(WZP)
|
Pt10
|
-200~850
|
10?0.01
|
1.385?0.001
|
測(cè)量精度高,穩(wěn)定性好,可作為基準(zhǔn)儀器
|
Pt50
|
50?0.05
|
1.385?0.001
|
Pt100
|
100?0.1
|
1.385?0.001
|
銅電阻(WZC)
|
Cu50
|
-50~150
|
50?0.05
|
1.428?0.002
|
穩(wěn)定性好,便宜;但體積大,機(jī)械強(qiáng)度較低
|
Cu100
|
100?0.1
|
1.428?0.002
|
鎳電阻(WZN)
|
Ni100
|
-60~180
|
100?0.1
|
1.617?0.003
|
靈敏度高,體積小;但穩(wěn)定性和復(fù)制性較差
|
Ni300
|
300?0.3
|
1.617?0.003
|
Ni500
|
500?0.5
|
1.617?0.003
|
低溫?zé)犭娮?/span>
|
銦電阻
|
|
3.4~90K
|
100
|
|
復(fù)現(xiàn)性較好,在4.5~15K溫度范圍內(nèi),靈敏度比鉑電阻高十倍;但復(fù)制性較差,材質(zhì)軟,易變形
|
銠鐵熱電阻
|
|
2~300K
|
20、50或100 R4.2k/R273k約為0.07
|
|
有較高的靈敏度,復(fù)現(xiàn)性好,在0.5~20K溫度范圍內(nèi)可作精測(cè)量;但長(zhǎng)期穩(wěn)定性和復(fù)制性較差
|
鉑鈷熱電阻
|
|
2~100K
|
100 R4.2k/R273k約為0.07
|
|
熱響應(yīng)好、自然小,機(jī)械性能好,溫度低于300K時(shí),靈敏度大大高于鉑;但不能作為標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)
|
|
|
|
|
|
|
二、熱電阻測(cè)溫系統(tǒng)的組成
熱電阻測(cè)溫系統(tǒng)一般由熱電阻、連接導(dǎo)線(xiàn)和顯示儀表等組成。必須注意以下兩點(diǎn):
1、熱電阻和顯示儀表的分度號(hào)必須一致
2、為了消除連接導(dǎo)線(xiàn)電阻變化的影響,必須采用三線(xiàn)制接法。
三、熱電阻故障原因及處理方法
熱電阻的常見(jiàn)故障是熱電阻的短路和斷路。一般斷路更常見(jiàn),這是因?yàn)闊犭娮杞z較細(xì)所致。斷路和短路是很容易判斷的,可用萬(wàn)用表的"?1Ω"檔,如測(cè)得的阻值小于R0,則可能有短路的地方;若萬(wàn)用表指示為無(wú)窮大,則可斷定電阻體已斷路。
電阻體短路一般較易處理,只要不影響電阻絲的長(zhǎng)短和粗細(xì),找到短路處進(jìn)行吹干,加強(qiáng)絕緣即可。
電阻體的斷路修理必然要改變電阻絲的長(zhǎng)短而影響電阻值,為此更換新的電阻體為好,若采用焊接修理,焊后要校驗(yàn)合格后才能使用。熱電阻測(cè)溫系統(tǒng)在運(yùn)行中常見(jiàn)故障及處理方法見(jiàn)表3-1。
表3-1熱電阻測(cè)溫系統(tǒng)常見(jiàn)故障及處理方法
故障現(xiàn)象
|
可能原因
|
處理方法
|
顯示儀表指示值比實(shí)際值低或示值不穩(wěn)
|
保護(hù)管內(nèi)有金屬屑、灰塵、接線(xiàn)柱間臟污及熱電阻短路(水滴等)
|
除去金屬,清掃灰塵、水滴等,找到短路點(diǎn),加強(qiáng)絕緣等
|
顯示儀表批示無(wú)窮大
|
熱電阻或引出線(xiàn)斷路及接線(xiàn)端子松開(kāi)等
|
更換電阻體,或焊接及擰緊線(xiàn)螺絲等
|
阻值與溫度關(guān)系有變化
|
熱電阻絲材料受腐蝕變質(zhì)
|
更換電阻體(熱電阻)
|
顯示儀表指示負(fù)值
|
顯示儀表與熱電阻接線(xiàn)有錯(cuò),或熱電阻有短路現(xiàn)象
|
改正接線(xiàn),或找出短路處,加強(qiáng)絕緣
|
|