热电阻

名词定义

中文名称：热电阻 英文名称：thermal resistor 定义：电阻值随温度变化的温度检测元件。

目录

成分结构 制作原料 主要特点 工作原理 热电阻种类

1. 普通型热电阻
2. 铠装热电阻
3. 端面热电阻
4. 隔爆型热电阻

实际应用 信号连接 热电阻结构 热电阻测温系统的组成 铠装热电阻工作原理 偶丝直径材料 测量范围及允差 热响应时间 热电阻的安装要求 热电偶和热电阻的区别 仪表选型成分结构制作原料主要特点工作原理热电阻种类

1. 普通型热电阻
2. 铠装热电阻
3. 端面热电阻
4. 隔爆型热电阻

实际应用信号连接热电阻结构

• 热电阻测温系统的组成
• 铠装热电阻工作原理
• 偶丝直径材料
• 测量范围及允差
• 热响应时间
• 热电阻的安装要求
• 热电偶和热电阻的区别
• 仪表选型

成分结构

　　金属热电阻的感温元件有石英套管十字骨架结构，麻花骨架结构得杆式结构等。金属热电阻常用的感温材料种类较多，常用的是铂丝。工业测量用金属热电阻材料除铂丝外，还有铜、镍、铁、铁—镍、 　　

UE 热电阻

钨、银等。薄膜热电阻是利用电子阴极溅射的方法制造，可实现工业化大批量生产。其中骨架用陶瓷，引线采用铂钯合金。

制作原料

　　热电

热电阻

阻材料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，目前应用多的是铂和铜，此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。

主要特点

热电阻

簧式感温元件，抗振性能好； 　　·测温精度高； 　　·机械强度高，耐高温耐压性能好； 　　·进口薄膜电阻元件，性能可靠稳定。

工作原理

　　热电阻的测温原理是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。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用多的是铂和铜，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。热电阻通常需要把电阻信号通过引线传递到计算机控制装置或者其它一次仪表上。

热电阻种类

热电阻

普通型热电阻

热电阻的测温原理可知，被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的，因此，热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。

铠装热电阻

热电阻

铠装热电阻是由感温元件（电阻体）、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，它的外径一般为φ2--φ8mm，小可达φmm。与普通型热电阻相比，它有下列优点：①体积小，内部无空气隙，热惯性上，测量滞后小；②机械性能好、耐振，抗冲击；③能弯曲，便于安装④使用寿命长。

端面热电阻

热电阻

端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制，紧贴在温度计端面。它与一般轴向热电阻相比，能更正确和快速地反映被测端面的实际温度，适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。

隔爆型热电阻

　　隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒，把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内，生产现场不会引超爆炸。隔爆型热电阻可用于Bla--B3c级区内具有爆炸危险场所的温度测量。热电阻的测温原理与热电偶的测温原理不同的是，热电阻是基于电阻的 　　

防爆热电阻

热效应进行温度测量的，即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。因此，只要测量出感温热电阻的阻值变化，就可以测量出温度。目前主要有金属热电阻和半导体热敏电阻两类。 　　金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示，即 　　Rt=Rt0[1+α（t-t0）] 　　式中，Rt为温度t时的阻值；Rt0为温度t0（通常t0=0℃）时对应电阻值；α为温度系数。 　　半导体热敏电阻的阻值和温度关系为 　　Rt=AeB/t 　　式中Rt为温度为t时的阻值；A、B取决于半导体材料的结构的常数。 　　相比较而言，热敏电阻的温度系数更大，常温下的电阻值更高（通常在数千欧以上 　　

热电阻温度测量原理

），但互换性较差，非线性严重，测温范围只有-50~300℃左右，大量用于家电和汽车用温度检测和控制。金属热电阻一般适用于-200~500℃范围内的温度测量，其特点是测量准确、稳定性好、性能可靠，在程控制中的应用极其广泛。 　　工业上常用金属热电阻从电阻随温度的变化来看，大部分金属导体都有这个性质，但并不是都能用作测温热电阻，作为热电阻的金属材料一般要求：尽可能大而且稳定的温度系数、电阻率要大（在同样灵敏度下减小传感器的尺寸）、在使用的温度范围内具有稳定的化学物理性能、材料的复制性好、电阻值随温度变化要有间值函数关系（好呈线性关系）。

实际应用

热电阻

目前应用广泛的热电阻材料是铂和铜：铂电阻精度高，适用于中性和氧化性介质，稳定性好，具有一定的非线性，温度越高电阻变化率越小；铜电阻在测温范围内电阻值和温度呈线性关系，温度线数大，适用于无腐蚀介质，超过150易被氧化。中国常用的有R0=10Ω、R0=100Ω和R0=1000Ω等几种，它们的分度号分别为Pt10、Pt100、Pt1000；铜电阻有R0=50Ω和R0=100Ω两种，它们的分度号为Cu50和Cu100。其中Pt100和Cu50的应用为广泛。

信号连接

　　热电阻是把温度变化转换为电阻值变化的一次元件，通常需要把电阻信号通过引线传递到计算机控制装置或者其

热电阻

它一次仪表上。工业用热电阻安装在生产现场，与控制室之间存在一定的距离，因此热电阻的引线对测量结果会有较大的影响。 　　目前热电阻的引线主要有三种方式 　　○1二线制：在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二线制：这种引线方法很简单，但由于连接导线必然存在引线电阻r，r大小与导线的材质和长度的因素有关，因此这种引线方式只适用于测量精度较低的场合 　　○2三线制：在热电阻的根部的一端连接一根引线，另一端连接两根引线的方式称为三线制，这种方式通常与电桥配套使用，可以较好的消除引线电阻的影响，是工业过程控制中的常用的。 　　○3四线制：在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制，其中两根引线为热电阻提供恒定电流I，把R转换成电压信号U，再通过另两根引线把U引至二次仪表。可见这种引线方式可*消除引线的电阻影响，主要用于高精度的温度检测。 　　热电阻采用三线制接法。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。

热电阻结构

（1）精通型热电阻：工业常用热电阻感温元件（电阻体）的结构及特点。从热电阻的测温原理可知，被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的，因此，热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。为消除引线电阻的影响同般采用三线制或四线制。 　　（2）铠装热电阻：铠装热电阻是由感温元件（电阻体）、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，它的外径一般为φ2~φ8mm，小可达φmm。 与普通型热电阻相比，它有下列优点： 　　①体积小，内部无空气隙，热惯性上，测量滞后小； 　　②机械性能好、耐振，抗冲击； 　　③能弯曲，便于安装 　　④使用寿命长。 　　（3）端面热电阻：端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制，紧贴在温度计端面。它与一般轴向热电阻相比，能更正确和快速地反映被测端面的实际温度，适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。 　　（4）隔爆型热电阻：隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒，把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内，生产现场不会引超爆炸。隔爆型热电阻可用于Bla~B3c级区内具有爆炸危险场所的温度测量。

热电阻测温系统的组成

　　（1）热电阻测温系统一般由热电阻、连接导线和显示仪表等组成。必须注意以下两点： 　　①热电阻和显示仪表的分度号必须一致 　　②为了消除连接导线电阻变化的影响，必须采用三线制接法。具体内容参见本篇第三章。 　　（2）铠装热电阻 铠装热电阻是由感温元件（电阻体）、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，它的外径一般为φ1~φ8mm，小可达φmm。 与普通型热电阻相比，它有下列优点： 　　①体积小，内部无空气隙，热惯性上，测量滞后小； 　　②机械性能好、耐振，抗冲击； 　　③能弯曲，便于安装 　　④使用寿命长。 　　（3）端面热电阻 端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制，紧贴在温度计端面。它与一般轴向热电阻相比，能更正确和快速地反映被测端面的实际温度，适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。 　　（4）隔爆型热电阻 隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒，把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影 电阻体的断路修理必然要改变电阻丝的长短而影响电阻值，为此更换新的电阻体为好，若采用焊接修理，焊后要校验合格后才能使用。

铠装热电阻工作原理

　　铠装热电阻是利用物质在温度变化时，其电阻也随着发生变化的特征来测量温度的。当阻值变化时，工作仪表便显示出阻值所对应的温度值。　常温绝缘电阻　热电阻在环境温度为15—35°C，相对湿度不大于80%，试验电压为10—100V（直流）电极与外套管之间的绝缘电阻>100MΩ。

偶丝直径材料

测量范围及允差

热响应时间

热电阻的安装要求

　　对热电阻的安装,应注意有利于测温准确,安全可考及维修方便,而且不影响设备运行和生产操作.要满足以上要求,在选择对热电阻的安装部位和插入深度时要注意以下几点: 　　1、为了使热电阻的测量端与被测介质之间有充分的热交换,应合理选择测点位置,尽量避免在阀门,弯头及管道和设备的死角附近装设热电阻. 　　2、带有保护套管的热电阻有传热和散热损失,为了减少测量误差,热电偶和热电阻应该有足够的插入深度: 　　（1）对于测量管道中心流体温度的热电阻,一般都应将其测量端插入到管道中心处（垂直安装或倾斜安装）.如被测流体的管道直径是200毫米,那热电阻插入深度应选择100毫米; 　　（2）对于高温高压和高速流体的温度测量（如主蒸汽温度）,为了减小保护套对流体的阻力和防止保护套在流体作用下发生断裂,可采取保护管浅插方式或采用热套式热电阻.浅插式的热电阻保护套管,其插入主蒸汽管道的深度应不小于75mm;热套式热电阻的标准插入深度为100mm; 　　（3）假如需要测量是烟道内烟气的温度,尽管烟道直径为4m,热电阻插入深度1 m即可. 　　（4）当测量原件插入深度超过1m时,应尽可能垂直安装,或加装支撑架和保护套管.