「技术」热电阻的测温原理及组成

热电阻是最常用的中低温区一种温度检测器。主要特点：测量精度高、性能稳定及线性度好。其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它但广泛应用于工业生产过程温度测量，而且被用于制成标准的基准仪。

　　一、原理及材料：

　　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物理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想和两种金属，此外，现在已开始采用甸、镍、锰和铑等材料制造热电阻。

　　金属导体的电阻值会随温度升高而加大，而大多数金属氧化物的电阻值会随温度升高而减少。热电阻就是用金属导体和金属氧化物作测温值，利用随温度变化而变化的电阻值作为测温量，通过电桥等电测仪表显示出来。

　　二、结构：

　　(1)装配型热电阻：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，最小可达φ1mm。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、耐震，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，生产现场不会引起爆炸。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。

　　三、组成：

　　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。

　　四、应用影响

　　1、对插入深度进行分析：

　　热电偶的安装位置就是测温点的位置，需要被测的场所插入热电偶，热流会顺着传感器的方向产生。如果所处的环境温度降低，就会造成热损失，导致热电偶温度和被测对象温度不同，从而会有温差和测量误差的产生。插入深度会影响热传导，从而引起测量误差。

　　2、对热辐射进行分析：

　　热电偶对温度的测量需要在插入炉内进行。如果炉内温度较高，物体会产生热辐射从而升高温度。如果炉内有透明的气体，并且炉壁和电热偶产生较大的温差，导致出现测温误差。所以为了使热辐射温差减少，要保证炉壁温度和热电偶温度接近。此外，技术人员安装热电偶时，要科学选择热电偶的安装位置，这样可以减少温度测量产生的误差。

　　3、对热阻抗进行分析：

　　如果热电偶的使用状态温度比较高，被测的是气态介质。保护管上的灰尘会熔在表面上，这样会增加保护管的热阻抗，如果熔体是被测介质，在使用时会有炉渣，这样就使热电偶的使用时间增加，并且形成较低的测量温度。因此，为了使电热偶的测量误差降低，技术人员的定期检查和随机抽查是必需的。对高温熔炉的冶炼，不仅需要对连续测温的热电偶进行安装，还需要安装热电偶测温装置，这样可以对测量准确度进行修正。

　　4、对响应时间进行分析：

　　接触法温度测量是技术人员常用的温度测量方法。其基本原理是测温元件和被测对象的热量达到平衡状态，因此温度测量的过程需要持续一段时间，这样两者有可能达到热平衡的状态。持续时间受到测温元件热响应时间的影响。此外，测量条件和传感器结构会对热响应时间起决定作用。

　　5、对热电偶材质不均进行分析：

　　技术人员在检验热电偶时，插入深度要按照标准要求进行。如果热电偶有较长的长度，很多偶丝所处的位置是高温区。如果选择的热电偶丝的质量是均匀的，可以根据均质对回路进行测量。偶丝长度并不会对测量结果产生影响。热电偶的质量并不均匀，所处的温场属于温度梯度温场，局部会产生热电动势。材质不均产生的误差是由寄生电势引起的。

　　热电阻虽然在工业中应用也比较广泛，但是由于测温范围使他的应用受到了一定的限制，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。其优点也很多，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。