•                          熱電阻溫度傳感器

  
  

    熱電阻溫度傳感器是利用導體或半導體的電阻值隨溫度變化而變化的原理進行測溫的一種傳感器溫度計。

    熱電阻溫度傳感器分為金屬熱電阻和半導體熱敏電阻兩大類。熱電阻廣泛用于測量-200~+850°C范圍內的溫度，少數(shù)情況下，低溫可測至1K，高溫達1000°C。

    熱電阻傳感器由熱電阻、連接導線及顯示儀表組成，熱電阻也可以與溫度變送器連接，將溫度轉換為標準電流信號輸出。

    用于制造熱電阻的材料應具有盡可能大和穩(wěn)定的電阻溫度系數(shù)和電阻率，輸出最好呈線性，物理化學性能穩(wěn)定，復線性好等。目前最常用的熱電阻有鉑熱電阻和銅熱電阻。

工作方式

    熱電阻是把溫度變化轉換為電阻值變化的一次元件，通常需要把電阻信號通過引線傳遞到計算機控制裝置或者其它一次儀表上。工業(yè)用熱電阻安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場，與控制

室之間存在一定的距離，因此熱電阻的引線對測量結果會有較大的影響。

    國標熱電阻的引線主要有三種方式

○1二線制：在熱電阻的兩端各連接一根導線來引出電阻信號的方式叫二線制：這種引線方法很簡單，但由于連接導線必然存在引線電阻r，r大小與導線的材質和長度的因素有關，因此這種引線方式只適用于測量精度較低的場合

○2三線制：在熱電阻的根部的一端連接一根引線，另一端連接兩根引線的方式稱為三線制，這種方式通常與電橋配套使用，可以較好的消除引線電阻的影響，是工業(yè)過程控制中的最常用的。

○3四線制：在熱電阻的根部兩端各連接兩根導線的方式稱為四線制，其中兩根引線為熱電阻提供恒定電流I，把R轉換成電壓信號U，再通過另兩根引線把U引至二次儀表?？梢娺@種引線方式可完全消除引線的電阻影響，主要用于高精度的溫度檢測。

    熱電阻采用三線制接法。采用三線制是為了消除連接導線電阻引起的測量誤差。這是因為測量熱電阻的電路一般是不平衡電橋。熱電阻作為電橋的一個橋臂電阻，其連接導線（從熱電阻到中控室）也成為橋臂電阻的一部分，這一部分電阻是未知的且隨環(huán)境溫度變化，造成測量誤差。采用三線制，將導線一根接到電橋的電源端，其余兩根分別接到熱電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阻帶來的測量誤差。

優(yōu)點

    熱電阻溫度傳感器是一種常用的溫度傳感器產(chǎn)品，可以利用導體或半導體的電阻值隨溫度變化而變化的原理進行測溫，具有性能穩(wěn)定、使用靈活、可靠性高等優(yōu)點。

影響測量的因素

插入深度

   熱電阻測溫點的選擇是最重要的。測溫點的位置，對于生產(chǎn)工藝過程而言，一定要具有典型性、代表性，否則將失去測量與控制的意義。熱電偶插入被測場所時，沿著傳感器的長度方向將產(chǎn)生熱流。當環(huán)境溫度低時就會有熱損失。致使熱電偶溫度傳感器與被測對象的溫度不一致而產(chǎn)生測溫誤差?？傊蔁醾鲗Ф鸬恼`差，與插入深度有關。而插入深度又與保護管材質有關。金屬保護管因其導熱性能好，其插入深度應該深一些，陶瓷材料絕熱性能好，可插入淺一些。對于工程測溫，其插入深度還與測量對象是靜止或流動等狀態(tài)有關，如流動的液體或高速氣流溫度的測量，將不受上述限制，插入深度可以淺一些，具體數(shù)值應由實驗確定。

響應時間

   接觸法測溫的基本原理是測溫元件要與被測對象達到熱平衡。因此，在測溫時需要保持一定時間，才能使兩者達到熱平衡。而保持時間的長短，同測溫元件的熱響應時間有關。而熱響應時間主要取決于傳感器的結構及測量條件，差別極大。對于氣體介質，尤其是靜止氣體，至少應保持30min以上才能達到平衡;對于液體而言，最快也要在5min以上。對于溫度不斷變化的被測場所，尤其是瞬間變化過程，全過程僅1秒鐘，則要求傳感器的響應時間在毫秒級。因此，普通的溫度傳感器不僅跟不上被測對象的溫度變化速度出現(xiàn)滯后，而且也會因達不到熱平衡而產(chǎn)生測量誤差。最好選擇響應快的傳感器。對熱電偶而言除保護管影響外，熱電偶的測量端直徑也是其主要因素，即偶絲越細，測量端直徑越小，其熱響應時間越短。

熱阻抗增加

    在高溫下使用的熱電阻溫度傳感器，如果被測介質為氣態(tài)，那么保護管表面沉積的灰塵等將燒熔在表面上，使保護管的熱阻抗增大;如果被測介質是熔體，在使用過程中將有爐渣沉積，不僅增加了熱電偶的響應時間，而且還使指示溫度偏低。因此，除了定期檢定外，為了減少誤差，經(jīng)常抽檢也是必要的。例如，進口銅熔煉爐，不僅安裝有連續(xù)測溫熱電偶溫度傳感器，還配備消耗型熱電偶測溫裝置，用于及時校準連續(xù)測溫用熱電偶的準確度。

熱輻射

    插入爐內用于測溫的熱電阻溫度傳感器，將被高溫物體發(fā)出的熱輻射加熱。假定爐內氣體是透明的，而且，熱電偶與爐壁的溫差較大時，將因能量交換而產(chǎn)生測溫誤差。一般情況下，為了減少熱輻射誤差，應增大熱傳導，并使爐壁溫度盡可能接近熱電偶的溫度。另外，熱電偶安裝位置，應盡可能避開從固體發(fā)出的熱輻射，使其不能輻射到熱電偶表面;熱電偶最好帶有熱輻射遮蔽套。

    以上就是影響熱電偶溫度傳感器測量的四個因素，在使用的時候我們應當注意，根據(jù)實際情況，保證最佳的測量的效果。