金属热电阻的测量原理?

2023-01-06

本文主要是 金属热电阻的测量原理? 相关的知识问答，如果你也了解，请帮忙补充。

热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热是阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。

一、热电阻测温原理

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，目前应用最多的是铂和铜。

我们公司中采用了大量的PT100型号的铂热电阻体。PT100类型电阻体对应 0℃时阻值为100Ω。标准的热电阻回路国内一般采用三线制，采用三线制是为了消除连接导线电阻引起的测量误差。这是因为测量热电阻的电路一般是不平衡电桥。热电阻作为电桥的一个桥臂电阻，其连接导线（从热电阻到中控室）也成为桥臂电阻的一部分，这一部分电阻是未知的且随环境温度变化，造成测量误差。采用三线制，将导线一根接到电桥的电源端，其余两根分别接到热电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上，这样消除了导线线路电阻带来的测量误差。

二、接线方式

三、常见故障及处理

故障现象 可能原因 处理方法
显示仪表指示值比实际值低或示值不稳 保护套管内有金属屑、灰尘，接线柱间脏污及热电阻短路（水滴等） 除去金属屑，清扫灰尘、水滴等，找到短路点，加强绝缘
显示仪表指示为无穷大 热电阻或引出线断路及接线端子松开等 更换热电阻体或焊接及拧紧接线螺丝等
组织与温度关系有变化 热电阻丝材料受腐蚀变质 更换热电阻
显示仪表指示负值 显示仪表与热电阻接线有错，或热电阻有短路现象 改正接线，或找出短路处，加强绝缘
四、安全注意事项

⑴、对可能导致工艺参数波动或带联锁报警装置及调节阀的检修作业，必须事先取得工艺人员的认可。

⑵、根据工艺介质正确选择测温套管及密封垫片的材质。

⑶、检修时注意仪表接线不能出现短路、接地等现象，计算机电缆的屏蔽也不能出现接 参考知识1 热电阻

热电阻：不需要补偿导线,价格更便宜

热电阻的测温原理：基于导体或半导体的电阻值随着温度的变化而变化的特性。

热电阻的优点：也可以远传电信号，灵敏度高，稳定性强，互换性以及准确性都比较好，但是需要电源激励，不能够瞬时测量温度的变化。

热电阻的缺点：热电阻虽然在工业中应用也比较广泛，但是由于他的测温范围使他的应用受到了一定的限制。

工业用热电阻一般采用Pt100,Pt10,Cu50,Cu100,铂热电阻的测温的范围一般为零下200-800摄氏度,铜热电阻为零下40到140摄氏度。

热电阻不需要补偿导线，而且比热电偶便宜。

作为两大接触式的温度传感器：热电偶与热电阻，它们两个的名字只差一个字并且都可以作为测量物体温度的传感器，对于选择热电偶还是选择热电阻要根据测量的物体环境来判断，很多人拿不准到底该选择什么，因此在选择温度传感器的时候需要全面的了解热电阻与热电偶温度传感器区别。

如何区别热电偶和热电阻

　　1，热电偶 英文Thermocouple，简称 TC，工作原理是：随着温度变化输出线性毫伏信号。仪表将信号放大换算为温度信号。

　　2，热电阻 英文Resistance 简称 RTD 工作原理是：电阻值随着温度变化而发生线性变化。

　　3，温度变送器可以将热电偶mV电压信号或者热电阻的电阻值信号转换成4-20mA标准信号供自动化系统控制用。

4，一般而言热电阻比热电偶便宜。

热电偶和热电阻哪个好
　选择热电偶要根据使用温度范围、所需精度、使用气氛、测定对象的性能、响应时间和经济效益等综合考虑。

　　1、测量精度和温度测量范围的选择

　　使用温度在1300~1800℃，要求精度又比较高时，一般选用B型热电偶；要求精度不高，气氛又允许可用钨铼热电偶，高于1800℃一般选用钨铼热电偶；使用温度在1000~1300℃要求精度又比较高可用S型热电偶和N型热电偶；在1000℃以下一般用K型热电偶和N型热电偶，低于400℃一般用E型热电偶；250℃下以及负温测量一般用T型电偶，在低温时T型热电偶稳定而且精度高。

　　2、使用气氛的选择

　　S型、B型、K型热电偶适合于强的氧化和弱的还原气氛中使用，J型和T型热电偶适合于弱氧化和还原气氛，若使用气密性比较好的保护管，对气氛的要求就不太严格。

　　3、耐久性及热响应性的选择

　　线径大的热电偶耐久性好，但响应较慢一些，对于热容量大的热电偶，响应就慢，测量梯度大的温度时，在温度控制的情况下，控温就差。要求响应时间快又要求有一定的耐久性，选择铠装偶比较合适。

　　4、测量对象的性质和状态对热电偶的选择

　　运动物体、振动物体、高压容器的测温要求机械强度高，有化学污染的气氛要求有保护管，有电气干扰的情况下要求绝缘比较高。

　　选型流程：型号--分度号—防爆等级—精度等级—安装固定形式—保护管材质—长度或插入深度。

　　热电偶与热电阻信号输出的区别
　　1、信号的性质，热电阻本身是电阻，温度的变化，使热电阻产生正的或者是负的阻值变化;而热电偶，是产生感应电压的变化，他随温度的改变而改变。

　　2、两种传感器检测的温度范围不一样，热阻一般检测0-150度温度范围，最高测量范围可达600度左右（当然可以检测负温度）。热电偶可检测0-1000度的温度范围（甚至更高）所以，罗斯蒙特3051变送器前者是低温检测，后者是高温检测。

　　3、从材料上分，热阻是一种金属材料，具有温度敏感变化的金属材料，热耦是双金属材料，既两种不同的金属，由于温度的变化，在两个不同金属丝的两端产生电势差。

　　4、plc对应的热电阻和热电偶的输入模块也是不一样的，这句话是没问题，但一般plc都直接接入4~20ma信号，而热电阻和热电偶一般都带有变送器才接入plc。要是接入dcs的话就不必用变送器了！热电阻是rtd信号，热电偶是tc信号！

　　5、plc也有热电阻模块和热电偶模块，可直接输入电阻和电偶信号。

　　6、热电偶有j、t、n、k、s等型号，有比电阻贵的，也有比电阻便宜的，但是算上补偿导线，综合造价热电偶就高了。 参考知识B 怎么判断热电阻的好坏

1、在热电阻接线盒内把三根连接导线全拆开,单独测量热电阻元件的电阻值,如Pt100热电阻在25℃环境时,a、b或a、c两端的电阻值一般在110欧姆左右,b、c两端的电阻值几乎为零,说明热电阻元件正常。

2、当a、b或a、c两端的电阻值小于100,可能热电阻元件有局部短路故障。a、b或a、c两端的电阻值无穷大,可能热电阻元件有开路故障。

3、假设三线制接线法的单线电阻为5欧姆,在接线端子处测量,A、B或A、C两端的电阻值在120欧姆左右,B、C两端的电阻值在10欧姆左右,说明三线制接线正确。

4，测量前应拆开DCS系统AI卡A1、B1、C1端的接线,在现场通过测量热电阻的阻值可判断温度显示是否正常。

5、热电阻元件正常,在接线端子处测量电阻,A、B或A、C两端的电阻值无穷大,可能接线端子至现场热电阻的导线有开路故障。A、B两端电阻正常,A、C两端电阻很大,再测量C、B两端电阻仍很大,可确定C线断路。可以把B、C理解为是一根导线,电阻值很大可能是接触不良,电阻值无穷大有开路故障。

6，热电阻测温回路的接线由于氧化,腐蚀,松动等原因引起回路电阻值增大,使被测温度,显示偏高或波动,仅依靠万用表测电阻来判断以上原因很难。只有全面分析,比较,排除才有可能找到故障点。

三，用测得的电阻值与温度的线性估算所测的温度值：

如在热电阻接线盒处测得某支Pt100热电阻a、b端的电阻为162欧姆，,线性估算所测温度大致为161℃