熱電阻(thermal resistor)是中低溫區常用的一種溫度檢測器。熱電阻測溫是基于金屬導體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的。它的主要特點是測量精度高,性能穩定。其中鉑熱電阻的測量精確度是的,它不僅廣泛應用于工業測溫,而且被制成標準的基準儀。熱電阻大都由純金屬材料制成,目前應用最多的是鉑和銅,此外,現在已開始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。金屬熱電阻常用的感溫材料種類較多,常用的是鉑絲。工業測量用金屬熱電阻材料除鉑絲外,還有銅、鎳、鐵、鐵-鎳等。
工業熱電阻PT100 不銹鋼耐高溫溫度傳感器測溫原理
熱電阻的測溫原理與熱電偶的測溫原理不同的是,熱電阻是基于電阻的熱效應進行溫度測量的,即電阻體的阻值隨溫度的變化而變化的特性。因此,只要測量出感溫熱電阻的阻值變化,就可以測量出溫度。目前主要有金屬熱電阻和半導體熱敏電阻兩類。
金屬熱電阻的電阻值和溫度一般可以用以下的近似關系式表示,即
Rt=Rt0[1+α(t-t0)]
式中,Rt為溫度t時的阻值;Rt0為溫度t0(通常t0=0℃)時對應電阻值;α為溫度系數。
半導體熱敏電阻的阻值和溫度關系為
Rt=AeB/t
式中Rt為溫度為t時的阻值;A、B取決于半導體材料的結構的常數。
相比較而言,熱敏電阻的溫度系數更大,常溫下的電阻值更高(通常在數千歐以上),但互換性較差,非線性嚴重,測溫范圍只有-50~300℃左右,大量用于家電和汽車用溫度檢測和控制。金屬熱電阻一般適用于-200~500℃范圍內的溫度測量,其特點是測量準確、穩定性好、性能可靠,在程控制中的應用極其廣泛。
工業熱電阻PT100 不銹鋼耐高溫溫度傳感器安裝要求
對熱電阻的安裝,應注意有利于測溫準確,安全可靠及維修方便,而且不影響設備運行和生產操作。要滿足以上要求,在選擇對熱電阻的安裝部位和插入深度時要注意以下幾點:
1、為了使熱電阻的測量端與被測介質之間有充分的熱交換,應合理選擇測點位置,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失,為了減少測量誤差,熱電偶和熱電阻應該有足夠的插入深度:
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(垂直安裝或傾斜安裝)。如被測流體的管道直徑是200毫米,那熱電阻插入深度應選擇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生斷裂,可采取保護管淺插方式或采用熱套式熱電阻。淺插式的熱電阻保護套管,其插入主蒸汽管道的深度應不小于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,盡管煙道直徑為4m,熱電阻插入深度1m即可。
4)當測量原件插入深度超過1m時,應盡可能垂直安裝,或加裝支撐架和保護套管。
安裝注意
1、熱電阻應盡量垂直裝在水平或垂直管道上,安裝時應有保護套管,以方便檢修和更換。
2、測量管道內溫度時,元件長度應在管道中心線上(即保護管插入深度應為管徑的一半)。
3、溫度動圈表安裝時,開孔尺寸要合適,安裝要美觀大方。
4、高溫區使用耐高溫電纜或耐高溫補償線。
5、要根據不同的溫度選擇不同的測量元件。一般測量溫度小于400℃時選擇熱電阻。
6、接線要合理美觀,表針指示要正確。