�電阻是一種能夠隨著溫度發(fā)生阻值變化的電阻,常用來作為溫度檢測元件檢測中低溫。主要特點是測量精度�,無冷端補償問題,特別適宜于低溫測量,所以在工業(yè)上得到廣泛應��
從物理學中我們知道,導體(或半導體)的電阻值是隨著溫度的變化而變化的,一般說�,它們之間有如下關系,即
R=f(t�
通常用電阻溫度系�(shù)α來描述電阻值隨著溫度變化而變化這一特性,它的定義是:在某一溫度間隔�,溫度變�1℃時的電阻相對變化量,單位為1/��
金屬導體的電阻一般隨溫度升高而增�,α為正�,稱為正的電阻溫度系�(shù)。用于測溫的半導體材料的α為負�,即具有負的電阻溫度系數(shù)。各種材料的α值并不相�,對純金屬而言,一般為0.38%~0.68%左�。它的大小與導體本身的純度有�,α越大,導體材料的純度越�。通常用電阻比來表示材料的純度,代表在1OO℃時的電阻值,代表�0℃時的電阻�。而半導體的電阻值卻隨著溫度的升高而減少,�2O℃左�,溫度每變化1�,其電阻值要變化-2�-6[%]。若能設法測出電阻值的變化,就可相應地確定溫度的變化,達到測溫的目�。電阻溫度計就是利用導體(或半導體)的電阻值隨著溫度變化這一特性來進行溫度測量�。即把溫度變化所引起導體電阻變化,通過測量橋路轉換成電壓信�,然后送入顯示儀表以指示或記錄被測溫度�
1.鉑熱電阻�-200~850℃)
鉑熱電阻的特點是測量精度�,穩(wěn)定性好、性能可靠,但是在還原性介質中,特別是在高溫下很容易被從氧化物中還原出來的蒸汽所玷污而變脆,并改變電阻與溫度間關�。為了克服上述缺點使用時熱電阻芯應裝在保護套管中�
2.銅熱電阻�-50~150℃)
工業(yè)上常用銅熱電阻來測量-5O℃~+15O℃范圍的溫度,銅容易提純,價格比鉑便宜很多,電阻溫度系數(shù)大且關系是線性的,所以制成一定電阻值的熱電阻時,與鉑相�,若電阻絲的長度相同�,則銅電阻絲就很�,機械強度降�,若線徑相同,長度則增加許多倍,體積增大。此�,銅�1OO℃以上容易氧�,抗腐蝕性能又差,所以工作溫度不超過15O℃�
3.鎳熱電阻�-60~180℃)
鎳熱電阻的溫度系�(shù)�,靈敏度比鉑和銅的高,常用來測量-6O℃~+18O℃范圍的溫度。由于鎳熱電阻的制造工藝較復雜,很難獲得α相同的鎳絲,因此它的測量準確度低于鉑熱電阻,我國目前規(guī)定的標準化熱電阻的分度號有Ni100,Ni300,Ni500�
4.半導體熱敏電�
半導體點溫計是利用錳、鎳、銅和鐵等金屬氧化物配制成的熱敏電阻作為測溫元件,其形狀有珠�、圓彀墊圈形和薄片形,常用的�61型珠形及微型珠形半導體熱敏電�。與一般熱電阻不同之處在于它是負電阻溫度系�(shù),溫度升�,電阻降�,變化幅度也大,電阻溫度系數(shù)α�-2�-7[%],較金屬熱電阻大10�100�,因此,可采用精度較低的顯示儀��
一、普通熱電阻
通常都由電阻�、絕緣子、保護套管和接線盒四個部分組�。除電阻體外,其余部分的結構和形狀與熱電偶的相應部分相��
鉑電阻體:是用很細的鉑絲繞在云母、石英或陶瓷支架上做成的,形狀有平板形、圓柱形及螺旋形�。常用的WZB型鉑電阻體是由直�0.03�0.07mm的鉑絲繞在云母片制成的平板形支架上。云母片的邊緣上開有鋸齒形的缺口,鉑絲繞在齒縫內以防短路。鉑絲繞成的繞組兩面蓋以云母片絕��
銅電阻體:是一個銅絲繞�(包括錳銅補償部分),它是由直徑�0.lmm的高強度漆包銅線用雙線無感繞法繞在圓柱形塑料支架上而成,為了防止銅絲松�,加強機械固緊以及提高其導熱性能,整個元件經(jīng)過酚醛樹�(或環(huán)氧樹�)的浸漬處�,而后還必須進行烘干(同時也起老化作用),烘干溫度為120�,保�24小時,然后冷卻至常溫,再把銅絲繞組的出線端子與鍍銀銅絲制成的引出線焊牢,并穿以絕緣套管,或直接用絕緣導線與其焊��
�、特殊熱電阻
l.鎧裝熱電�
鎧裝熱電阻是將陶瓷骨架或玻璃骨架的感溫元件裝入細不銹鋼管�,其周圍用氧化鎂牢固填充,保證它�3根引線與保護管之�,以及引線相互之間良好絕�。充分干燥后,將其端頭密封再�(jīng)模具拉制成堅實的整體,稱為鎧裝熱電阻�
2.薄膜鉑熱電阻
薄膜鉑電阻是利用真空鍍膜法將純鉑直接蒸鍍在絕緣的基板上而制�。它的測溫范圍是-50-600℃。國�(chǎn)元件精度可達到德國標準中的B�,由于薄膜熱容量小,導熱系數(shù)�,因此薄膜鉑熱電阻能夠快速準確地測出表面的真實溫��
3.厚膜鉑熱電阻
厚膜鉑電阻是用高純鉑粉與玻璃粉混�,加有機載體調成糊狀漿料,用絲網(wǎng)印刷在剛玉基片上,再燒結安裝引線,調整電阻�。涂玻璃釉作為電絕緣保護��
厚膜鉑電阻與線繞鉑電阻的應用范圍基本相同。在表面溫度測量及在機械振動�(huán)境下應用明顯�(yōu)于線繞式熱電��
不能測量太高的溫�;需外電源供電,因此使用受到限制;連接導線的電阻易受環(huán)境溫度的影響,會�(chǎn)生測量誤差�
1.物理、化學性質�(wěn)�,測量精度高,抗腐蝕,使用壽命長�
2.電阻溫度系數(shù)要大,即靈敏度要��
3.電阻率要�,以使熱電阻的體積較�,減小測溫的時間常數(shù)�
4.熱容量要�,使電阻體熱惰性小,反應較靈敏�
5.線性好,即電阻與溫度關系成線性或為平滑曲��
6.易于加工,價格便宜,降低制造成��
7.復現(xiàn)性好,便于成批生�(chǎn)和部件互��
對熱電阻的安�,應注意有利于測溫準確,安全可考及維修方便,而且不影響設備運行和生產(chǎn)操作.要滿足以上要�,在選擇對熱電阻的安裝部位和插入深度時要注意以下幾�:
1、為了使熱電阻的測量端與被測介質之間有充分的熱交�,應合理選擇測點位�,盡量避免在閥門,彎頭及管道和設備的死角附近裝設熱電阻.
2、帶有保護套管的熱電阻有傳熱和散熱損�,為了減少測量誤差,熱電偶和熱電阻應該有足夠的插入深�:
(1)對于測量管道中心流體溫度的熱電阻,一般都應將其測量端插入到管道中心處(垂直安裝或傾斜安�).如被測流體的管道直徑�200毫米,那熱電阻插入深度應選�100毫米;
(2)對于高溫高壓和高速流體的溫度測量(如主蒸汽溫度),為了減小保護套對流體的阻力和防止保護套在流體作用下發(fā)生斷�,可采取保護管淺插方式或采用熱套式熱電�.淺插式的熱電阻保護套�,其插入主蒸汽管道的深度應不小�75mm;熱套式熱電阻的標準插入深度為100mm;
(3)假如需要測量是煙道內煙氣的溫度,盡管煙道直徑�4m,熱電阻插入深�1 m即可.
(4)當測量原件插入深度超�1m�,應盡可能垂直安裝,或加裝支撐架和保護套�.
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