2線、3線、4線熱電阻測(cè)溫原理有何區(qū)別

234作者:不詳來(lái)源:網(wǎng)上收集更日期：2023-6-10閱讀次數(shù)： 306與熱電阻連接的檢測(cè)設(shè)備〔溫控表、PLC〕都有四個(gè)接線端子。I+、I-、V+、V-。其中，I+、IV+、V-是用來(lái)監(jiān)測(cè)熱電阻的電壓變化，依次檢測(cè)溫度變化。44433I-\V-22I-\V-I+/V+短接。測(cè)溫原理都一樣，只是接線區(qū)分測(cè)溫原理都一樣，只是接線區(qū)分。應(yīng)當(dāng)說(shuō)，電流回路和電壓測(cè)量回路是否分開(kāi)接線的問(wèn)題。線，電流回路和電壓測(cè)量回路合二為1，精度差。條線。精度稍好。線，電路回路和電壓測(cè)量回路獨(dú)立分開(kāi)，精度高，但費(fèi)線。熱電阻名目[隱蔽]熱電阻的信號(hào)連接方式熱電阻的構(gòu)造熱電阻測(cè)溫系統(tǒng)的組成熱電偶和熱電阻的區(qū)分熱電阻簡(jiǎn)介熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測(cè)器。它的主要特點(diǎn)是測(cè)量精度高，性能穩(wěn)定。其中鉑熱電阻的測(cè)量精確度是最高的，它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。金屬熱電阻的感溫元件有石英套管十字骨架構(gòu)造，麻花骨架構(gòu)造得桿式構(gòu)造等。金屬熱電阻常用的感溫材料種類較多，最常用的是鉑絲。工業(yè)測(cè)量用金屬熱電阻材料除鉑絲外，還有銅、鎳、鐵、鐵—鎳、鎢、銀等。薄膜熱電阻是利用電子陰極濺射的方法制造，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大批量生產(chǎn)。其中骨架用陶瓷，引線承受鉑鈀合金。熱電阻材料熱電阻測(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)展溫度測(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)始承受鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。熱電阻種類1〕一般型熱電阻從熱電阻的測(cè)溫原理可知，被測(cè)溫度的變化是直接通過(guò)熱電阻阻值的變化來(lái)測(cè)量的，因此，熱電阻體的引出線等各種導(dǎo)線電阻的變化會(huì)給溫度測(cè)量帶來(lái)影響。2〕鎧裝熱電阻是由感溫元件〔電阻體〕、引線、絕緣材料、不銹鋼套管組合而成的堅(jiān)實(shí)體，它的外徑一般為φ2φ8mm，最小可達(dá)φmm有以下優(yōu)點(diǎn)：①體積小，內(nèi)部無(wú)空氣隙，熱慣性上，測(cè)量滯后小；②機(jī)械性能好、耐振，抗沖擊；③能彎曲，便于安裝④使用壽3〕命長(zhǎng)。端面熱電阻感溫元件由特別處理的電阻絲材繞制，緊貼在溫度計(jì)端面。它與一般軸向熱電阻相比，能更正確和快速地反映被測(cè)端面的實(shí)際溫度，適用于測(cè)量軸瓦和其他機(jī)件的端面溫度。4〕隔爆型熱電阻通過(guò)特別構(gòu)造的接線盒，把其外殼內(nèi)部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影響而發(fā)生的爆炸局限在接線盒內(nèi)，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)不會(huì)引超爆炸。隔爆型熱電阻可用于Bla--B3c級(jí)區(qū)內(nèi)具有爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的溫度測(cè)量。熱電阻的測(cè)溫原理與熱電偶的測(cè)溫原理不同的是，熱電阻是基于電阻的熱效應(yīng)進(jìn)展溫度測(cè)量的，即電阻體的阻值隨溫度的變化而變化的特性。因此，只要測(cè)量出感溫?zé)犭娮璧淖柚底兓?，就可以測(cè)量出溫度。目前主要有金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱敏電阻兩類。金屬熱電阻的電阻值和溫度一般可以用以下的近似關(guān)系式表示，即Rt=Rt0[1+α〔t-t0〕]Rt為溫度tRt0為溫度t0〔通常t0=0℃〕時(shí)對(duì)應(yīng)電阻值；α為溫度系數(shù)。半導(dǎo)體熱敏電阻的阻值和溫度關(guān)系為Rt=AeB/t式中Rt為溫度為tA、B取決于半導(dǎo)體材料的構(gòu)造的常數(shù)。相比較而言，熱敏電阻的溫度系數(shù)更大，常溫下的電阻值更高〔通常在數(shù)千歐以上〕，但互換性較差，非線性嚴(yán)峻，測(cè)溫范圍只有-50~300℃左右，大量用于家電和汽車用溫度檢測(cè)和把握。金屬熱電阻一般適用于-200~500℃范圍內(nèi)的溫度測(cè)量，其特點(diǎn)是測(cè)量準(zhǔn)確、穩(wěn)定性好、性能牢靠，在程把握中的應(yīng)用極其廣泛。工業(yè)上常用金屬熱電阻從電阻隨溫度的變化來(lái)看，大局部金屬導(dǎo)體都有這共性質(zhì)，但并不是都能用作測(cè)溫?zé)犭娮?，作為熱電阻的金屬材料一般要求：盡可能大而且穩(wěn)定的溫度系數(shù)、電阻率要大〔在同樣靈敏度下減小傳感器的尺寸〕、在使用的溫度范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的化學(xué)物理性能、材料的復(fù)制性好、電阻值隨溫度變化要有間值函數(shù)關(guān)系〔最好呈線性關(guān)系〕。目前應(yīng)用最廣泛的熱電阻材料是鉑和銅：鉑電阻精度高，適用于中性和氧化性介質(zhì)，穩(wěn)定性好，具有確定的非線性，溫度越高電阻變化率越??；銅電阻在測(cè)溫范圍內(nèi)電阻值和溫度呈線性關(guān)系，溫度線數(shù)大，適用于無(wú)腐蝕介質(zhì)，超過(guò)150易被氧化。中國(guó)最常用的有R0=10Ω、R0=100ΩR0=1000Ω等幾種，它們的分度號(hào)分別Pt10、Pt100、Pt1000；銅電阻有R0=50ΩR0=100Ω兩種，它們的分度號(hào)為Cu50Cu100。其中Pt100Cu50的應(yīng)用最為廣泛。[編輯本段]熱電阻的信號(hào)連接方式熱電阻是把溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻值變化的一次元件，通常需要把電阻信號(hào)通過(guò)引線傳遞到計(jì)算機(jī)把握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(chǎng)，與把握室之間存在確定的距離，因此熱電阻的引線對(duì)測(cè)量結(jié)果會(huì)有較大的影響。目前熱電阻的引線主要有三種方式○1：在熱電阻的兩端各連接一根導(dǎo)線來(lái)引出電阻信號(hào)的方式叫二線制：這種引線方法很簡(jiǎn)潔，但由于連接導(dǎo)線必定存在引線電阻r，r大小與導(dǎo)線的材質(zhì)和長(zhǎng)度的因素有關(guān)，因此這種引線方式只適用于測(cè)量精度較低的場(chǎng)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，可以較好的消退引線電阻的影響，是工業(yè)過(guò)程把握中的最常用的引線電阻?！?四線制：在熱電阻的根部?jī)啥烁鬟B接兩根導(dǎo)線的方式稱為四線制，其中兩根引線為熱電阻供給恒定電流I，把R轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)UU引至二次儀表?？梢?jiàn)這種引線方式可完全消退引線的電阻影響，主要用于高精度的溫度檢測(cè)。熱電阻采用三線制接法。承受三線制是為了消退連接導(dǎo)線電阻引起的測(cè)量誤差。這是由于測(cè)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(gè)橋臂電阻，其連接導(dǎo)線〔從熱電阻到中控室〕也成為橋臂電阻的一局部，這一局部電阻是未知的且隨環(huán)境溫度變化，造成測(cè)量誤差。承受三線制，將導(dǎo)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，這樣消退了導(dǎo)線線路電阻帶來(lái)的測(cè)量誤差。[編輯本段]熱電阻的構(gòu)造〔1〕精通型熱電阻：工業(yè)常用熱電阻感溫元件〔電阻體〕的構(gòu)造及特點(diǎn)。從熱電阻的測(cè)溫原理可知，被測(cè)溫度的變化是直接通過(guò)熱電阻阻值的變化來(lái)測(cè)量的，因此，熱電阻體的引出線等各種導(dǎo)線電阻的變化會(huì)給溫度測(cè)量帶來(lái)影響。為消除引線電阻的影響同般承受三線制或四線制。〔2〕鎧裝熱電阻：鎧裝熱電阻是由感溫元件〔電阻體〕、引線、絕緣材料、不銹鋼套管組合而成的堅(jiān)實(shí)體，它的外徑一般為 φ2~φ8mm，最小可達(dá)φmm。與一般型熱電阻相比，它有以下優(yōu)點(diǎn)：〔3〕端面熱電阻：端面熱電阻感溫元件由特別處理的電阻絲材繞制，緊貼在溫度計(jì)端面。它與一般軸向熱電阻相比，能更正確和快速地反映被測(cè)端面的實(shí)際溫度，適用于測(cè)量軸瓦和其他機(jī)件的端面溫度。〔4〕隔爆型熱電阻：隔爆型熱電阻通過(guò)特別構(gòu)造的接線盒，把其外殼內(nèi)部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影響而發(fā)生的爆炸局限在接線盒內(nèi)，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)不會(huì)引超爆炸。隔爆型熱電阻可用于Bla~B3c級(jí)區(qū)內(nèi)具有爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的溫度測(cè)量。[編輯本段]熱電阻測(cè)溫系統(tǒng)的組成〔1〕熱電阻測(cè)溫系統(tǒng)一般由熱電阻、連接導(dǎo)線和顯示儀表等組成。必需留意以下兩點(diǎn)：②為了消除連接導(dǎo)線電阻變化的影響，必須承受三線制接法。具體內(nèi)容參見(jiàn)本篇第三章?！?〕鎧裝熱電阻鎧裝熱電阻是由感溫元件〔電阻體〕、引線、絕緣材料、不銹鋼套管組合而成的堅(jiān)實(shí)體，它的外徑一般為φ2~φ8mmφmm。與一般型熱電阻相比，它有以下優(yōu)點(diǎn)：〔3〕端面熱電阻端面熱電阻感溫元件由特別處理的電阻絲材繞制，緊貼在溫度用于測(cè)量軸瓦和其他機(jī)件的端面溫度。原理鎧裝熱電阻的工作原理是，兩種不同成份的導(dǎo)體兩端經(jīng)焊接，形成回路，直接測(cè)溫端叫工作端，接線端子端叫冷端，也稱參比端。當(dāng)工作端和參比端存在溫差時(shí)，就會(huì)在回路中產(chǎn)生熱電流，接上顯示儀表，儀表上就會(huì)指示出熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)的對(duì)應(yīng)溫度值。原理鎧裝熱電阻的工作原理是，兩種不同成份的導(dǎo)體兩端經(jīng)焊接，形成回路，直接測(cè)溫端叫工作端，接線端子端叫冷端，也稱參比端。當(dāng)工作端和參比端存在溫差時(shí)，就會(huì)在回路中產(chǎn)生熱電流，接上顯示儀表，儀表上就會(huì)指示出熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)的對(duì)應(yīng)溫度值。鎧裝熱電阻的熱電動(dòng)勢(shì)將隨著測(cè)量端溫度上升而增鎧裝熱電阻的熱電動(dòng)勢(shì)將隨著測(cè)量端溫度上升而增長(zhǎng)，熱電動(dòng)勢(shì)的大小只和熱電偶導(dǎo)體材鎧裝熱電阻的構(gòu)造原理是，是由導(dǎo)體、高絕緣氧化鎂、外套1Cr18Ni9Ti不銹鋼保護(hù)管，經(jīng)屢次一體拉制而成。鎧裝熱電阻產(chǎn)品主要由接線盒、接線端子和鎧裝熱電偶組成根本構(gòu)造，并配以各種安裝固定裝置組成。分絕緣式和接殼式兩種。根本技術(shù)指標(biāo)類別分度號(hào)套管外常用溫最高使允許〔〔℃〕用溫度偏差〔代號(hào)〕〔℃〕△t測(cè)溫范〔℃〕允差值鎳鉻—康銅E≥φ36007000～700WREK±2.5℃或±0.75%t鎳鉻K鎳硅≥φ38009500～±900 2.5℃或或WRNK±0.75%t銅—康銅 T≥φ3 350400<-200未作規(guī)定WRCK-40～±1℃或350±0.75%t:1、t為被測(cè)溫度確實(shí)定值2、T型分度號(hào)產(chǎn)品需與廠方協(xié)商訂貨熱響應(yīng)時(shí)間在溫度消滅階躍變化時(shí)，熱電偶的輸出變化至相當(dāng)于該階躍變化的50%所得的時(shí)間稱為熱響τ0.5表示。絕緣電阻當(dāng)四周空氣溫度為20±1.5℃，相對(duì)濕度不大于80%時(shí)，絕緣型鎧裝熱電偶的偶絲與外套管之間的絕緣電阻值應(yīng)符合下表的規(guī)定。偶絲直徑試驗(yàn)電壓絕緣電阻〔V-DC〕〔MΩ.m〕1.550±10%≥1000>1.5500±10%≥1000可撓度可撓度5倍。熱響應(yīng)時(shí)間熱響應(yīng)時(shí)間外徑和名義長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格τ0.5秒套管直徑〔mm〕接殼式絕緣式3.00.61.24.00.82.55.01.24.06.02.06.08.04.08.0外徑d〔mm〕φ8φ6φ5φ4φ35050505050757575757510010010010010015015015015015020020020020020025025025025025030030030030030040040040040040050050050050050075075075075075010001000100010001000125012501250125015001500150015002023202320232023250025002500300030003000400040004000500050007500750010000100001000015000注：1、￠3絕緣式鎧裝熱電偶名義總長(zhǎng)L，不得大10000mm。2、外徑d≤￠5mm，并有防濺式或防水接線盒的加裝支架等關(guān)心支承，增加剛度，確保結(jié)實(shí)，防止接線盒來(lái)回?fù)u振，損壞熱電偶。構(gòu)造材料的構(gòu)造形式工作端〔熱端〕構(gòu)造形式安裝固定形式固定裝置有：固定卡套式、可動(dòng)卡套式、固定法蘭、可動(dòng)法蘭四種構(gòu)造形式。固定卡套式供用戶一欠性固定，可動(dòng)卡套式用戶可屢次固定。外徑d套管直徑〔mm〕φ8φ6φ5φ4φ4φ3φ2MMM16*1.5 M12*1.5S2219注：括號(hào)內(nèi)的數(shù)字這檔規(guī)格一般不予以承受,如需要作特別規(guī)格訂貨。自由端〔接線盒〕形式接線盒供連接熱電偶的自由端和顯示儀表之用，目前有簡(jiǎn)易式、防濺式、防水式、手柄式、小接線盒式、補(bǔ)償導(dǎo)體式多種構(gòu)造形式。帶補(bǔ)償導(dǎo)線式防濺式防水式手柄式小接線盒式[編輯本段]熱電偶和熱電阻的區(qū)分熱電偶與熱電阻均屬于溫度測(cè)量中的接觸式測(cè)溫，盡管其作用一樣都是測(cè)量物體的溫度，但首先，介是他們的原理與特點(diǎn)卻不盡一樣紹一下熱電偶，熱電偶是溫度測(cè).量中應(yīng)用最廣泛的溫度器件，他的主要特點(diǎn)就是測(cè)吻范圍寬，性能比較穩(wěn)定，同時(shí)構(gòu)造簡(jiǎn)潔，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，更能夠遠(yuǎn)傳4-20mA電信號(hào)，便于自動(dòng)把握和集中把握。熱電偶的測(cè)溫原理是基于熱電效 應(yīng)。將兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體連接成閉合回路，當(dāng)兩個(gè)接點(diǎn)處的溫度不同時(shí)，回路中將產(chǎn)生熱電勢(shì)，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，又稱為塞貝克效應(yīng)。閉合回路中產(chǎn)生的熱電勢(shì)有兩種電勢(shì)組成；溫差電勢(shì)和接觸電勢(shì)。溫差電勢(shì)是指同一導(dǎo)體的兩端因溫度不同接觸電勢(shì)顧名思義就是指兩種不同的導(dǎo)體相接觸時(shí)，由于他們的電子密度不同所以產(chǎn)生確定的電子集中，當(dāng)他們到達(dá)確定的平衡后所形成的電勢(shì)，接觸電勢(shì)的大小取決于兩種不同導(dǎo)體的材料性質(zhì)以及他們接觸點(diǎn)的溫度。目前國(guó)際上應(yīng)用的熱電偶具有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)際上規(guī)定熱電偶分為八個(gè)不同的分度，分別為B，R，S，KNEJ和T，其測(cè)量溫度的最低可測(cè)零下270攝氏度，最高可達(dá)1800攝氏度，其中B，R，S屬于鉑系列的熱電偶，由于鉑屬于貴重金屬，所以他們又被稱為貴金屬熱電偶而剩下的幾個(gè)則稱為廉價(jià)金屬熱電偶。熱電偶的構(gòu)造有兩種，一般型和鎧裝型。一般性熱電偶一般由熱電極，絕緣管，保護(hù)套管和接線盒等局部組成，而鎧裝型熱電偶則是將熱電偶絲，絕緣材料和金屬保護(hù)套管三者組合裝配后，經(jīng)過(guò)拉伸加工而成的一種堅(jiān)實(shí)的組合體。但是熱電偶的電信號(hào)卻需要一種特別的導(dǎo)線來(lái)進(jìn)展傳遞，這種導(dǎo)線我們稱為補(bǔ)償導(dǎo)線。不同的熱電偶需要不同的補(bǔ)償導(dǎo)線，其主要作用就是與熱電偶連接，使熱電偶的參比端遠(yuǎn)離電源，從而使參比端溫度穩(wěn)定。補(bǔ)償導(dǎo)線又分為補(bǔ)償型和延長(zhǎng)型兩種，延長(zhǎng)導(dǎo)線的化學(xué)成分與被補(bǔ)償?shù)臒犭娕枷嗤菍?shí)際中，延長(zhǎng)型的導(dǎo)線也并不是用和熱電偶