热电阻测温原理及常见故障处理方法.docx

一、 热电阻测温原理及材料

热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热是阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。

二、热电阻测温原理 

热电阻是基于电阻的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，再通过测量电桥转换成电压信号送至显示仪表指示或记录被测温度就可以测量出温度。

三、热电阻的材 

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（最好呈线性关系）。
目前应用最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。

四、热电阻的分类 
1）按热电阻元件的材料分
目前应用最多的是铂热电阻和铜热电阻，此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。其中最常用的铂电阻有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的应用最为广泛。
 2）按热电阻元件的结构特点分
（1）普通型热电阻：通常由感温元件、安装固定装置和接线盒等主要部件组成，具有测量精度高，性能稳定可靠等优点。实际运用中以 Pt100 铂热电阻运用最为广泛。
（2）铠装热电阻：由感温元件、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，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）隔爆型热电阻：隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒，把接线盒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B1a~B3c级区内具有爆炸危险场所的温度测量。
（4）端面热电阻：端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝缠绕制成，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。 

五、热电阻测温系统的组成及连接方 

1、热电阻测温系统的组成
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。
2、热电阻测温系统的连接方式
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最常用的引线电阻。
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完全消除引线的电阻影响，主要用于高精度的温度检测

六、热电阻测 为什么采用三线制

热电阻测温系统采用三线制可以减少或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，消除了导线线路电阻带来的测量误差。

七、 热电阻测温常见故障分析

1、显示仪表指示值比实际值低或示值不稳
故障原因1：热电阻元件插深不够，没有顶到保护套管端部。
处理方法：
1）查明套管长度，选用合适长度的热电阻元件，安装时保证热电阻元件顶到套管端部。
2）清理保护套管内的铁屑、灰尘故障原因
2、保护套管内积水。
处理方法：
1）清理保护套管内的积水并将潮湿部分加以干燥处理。2）保护套管做好密封措施，防止再次进水。

3、热电阻测量回路有干扰
处理方法：
1）检查热电阻测量回路应使用屏蔽电缆。
2）检查热电阻测量回路，与动力电缆之间最小距离应符合电
缆敷设规定。
3）检查电缆屏蔽应单端可靠接地，接地线应连接牢固可靠。
4）如以上方法仍无法消除干扰，可采取热电阻三相并接电容等抗干扰措施。

八、温度安装注意事项安装方 

1、测量点应设在能灵敏、准确地反映介质温度的位置，
不应位于介质不流动的死角处
2、在直管段上安装时，可垂直或倾余协5- 插入管道内，
在弯头处或倾余林5' 安装时，应与介质逆向
3、温度计的感温体应全部伸入管道内温度计的插入深
度 (L) 按下式计算:
L = L1+ δ+ U
式中：L1——仪表连接头长度 (mm ) :δ——管壁厚度 (mm ) ;
4、对于直径较小的管道，温度计可在弯头处安装，或
扩大管径后安装。
对热电偶、热电阻和双金属温度计，管道直径应扩大为
80m m或100mm；
压力式温度计的扩管管径根据计算后的浸没长度决定；
扩大管径部分的长度为250~300mm。
5、测炉膛温度的热电偶保护管末端超过炉管的长度应
为50~100mm；水平安装的热电偶插入炉内的悬臂长度
不宜超过600mm；安装在回弯头箱内的热电偶的接线盒应在回弯头箱的隔热层外面。

6.设备上热电偶或电阻的安装：
la）不同标高的热电偶或热电阻宜按同一方位安装;
lb）设备本体上的热电偶或热电阻宜水平安装，亦可45“安l装，但不应与设备内构件碰撞或插入流体死角处:
lc）热电偶或热电阻插入设备内的长度不得小于150mm ;ld）分馏塔顶温度的测温点宜位于气相流出线上; 其他部位的热电偶或热电阻，应位于液相

7、储罐上温度计的插入深度不宜小于500m
安装位置：
应高于罐内加热盘管600mm 。在浮顶罐上安装的温度计l不应妨碍浮顶移动。
8、温度测量元件安装于下列场合时，应外加温度计套管
1、流动的可燃介质；
2、压力较高的非可燃流体：
3、压力较高的储罐；
4、高速流动的非可燃流体：
5、大口径管道。
9、温度计套管的使用应符合下列规定
1、套管的工作压力不应超过相应工作温度下套管的允许最大工作压力。
2、套管的工作流速不应超过套管在相应的工作温度下可
承受的最大流速