鉑熱電阻

熱電阻是利用鉑絲的電阻值隨著溫度的變化而變化這一基本原理設計和製作的，按0℃時的電阻值R(℃)的大小分為10歐姆（分度號為Pt10）和100歐姆（分度號為Pt100）等，測溫範圍較大，適合於-200~850℃.10歐姆鉑熱電阻的感溫原件是用較粗的鉑絲繞制而成，耐溫性能明顯優於100歐姆的鉑熱電阻，主要用於650℃以上的溫區：100歐姆鉑熱電阻主要用於650℃以下的溫區，雖也可用於650℃以上溫區，但在650℃以上溫區不允許有A級誤差。

基本介紹

• 中文名：鉑熱電阻
• 利用：鉑絲的電阻
• 誤差：650℃以上溫區
• 製造起源：解放初期
• 分度表：-50度 80.31歐姆

概述

100歐姆鉑熱電阻的解析度比10歐姆鉑熱電阻的解析度大10倍，對二次儀表的要求相應地多一個數量級，因此在650℃以下溫區測溫應儘量選用100歐姆鉑熱電阻。

感溫元件骨架的材質也是決定鉑熱電阻使用溫區的主要因素，常見的感溫元件有陶瓷元件，玻璃元件，雲母元件，它們是由鉑絲分別繞在陶瓷骨架，玻璃骨架，雲母骨架上再經過複雜的工藝加工而成。由於骨架材料本身的性能不同，陶瓷元件適用於850℃以下溫區，玻璃元件適用於550℃以下溫區。市場上出現了大量的厚膜和薄膜鉑熱電阻感溫元件，厚膜鉑熱電阻元件是用鉑漿料印刷在玻璃或陶瓷底板上，薄膜鉑熱電阻元件是用鉑漿料濺射在玻璃或陶瓷底板上，再經光刻加工而成，這種感溫元件僅適用於-70~500℃溫區，但這種感溫元件用料省，可機械化大批量生產，效率高，價格便宜。

就結構而言，鉑熱電阻還可以分為工業鉑熱電阻和鎧裝鉑熱電阻。工業鉑熱電阻也叫裝配鉑熱電阻，即是將鉑熱電阻感溫元件焊上引線組裝在一端封閉的金屬管或陶瓷管內，再安裝上接線盒而成；鎧裝鉑熱電阻是將鉑熱電阻元件，過渡引線，絕緣粉組裝在不鏽鋼管內再經模具拉實的整體，具有堅實，抗震，可繞，線徑小，使用安裝方便等優點。

製造起源

解放初期，國內僅在沿海城市有幾個修配廠。1956年隨著新中國156個大型建設項目的開工，我國從原來民主德國引進技術生產鉑熱電阻，由西安儀表廠獨家生產。當時只有玻璃骨架，因為需要玻璃和鉑絲的膨脹係數一致，玻璃委託北京玻璃廠生產。在計畫經濟時代，鉑絲是稀有貴金屬，是國家專控物資，由人民銀行計畫調配。遂有了北玻拿玻璃換鉑絲，然後北玻掌握這項技術。隨後是兄弟廠傳幫帶，上儀和川儀掌握這項技術。改革開放初期80年代，西儀的老一輩專家退休後回到家鄉江蘇利用這項技術辦企業，隨後星星之火成燎原。

分度表

-50度 80.31歐姆

-40度 84.27歐姆

-30度 88.22歐姆

-20度 92.16歐姆

-10度 96.09歐姆

0度 100.00歐姆

10度 103.90歐姆

20度 107.79歐姆

30度 111.67歐姆

40度 115.54歐姆

50度 119.40歐姆

60度 123.24歐姆

70度 127.08歐姆

80度 130.90歐姆

90度 134.71歐姆

100度 138.51歐姆

110度 142.29歐姆

120度 146.07歐姆

130度 149.83歐姆

140度 153.58歐姆

150度 157.33歐姆

160度 161.05歐姆

170度 164.77歐姆

180度 168.48歐姆

190度 172.17歐姆

200度 175.86歐姆

阻值會隨著溫度的勻速有規律的增長！

曲線圖

如下：

PT100/PT1000鉑電阻RT曲線圖表

信號連線

熱電阻是把溫度變化轉換為電阻值變化的一次元件，通常需要把電阻信號通過引線傳遞到計算機控制裝置或者其它一次儀表上。工業用熱電阻安裝在生產現場，與控制室之間存在一定的距離，因此熱電阻的引線對測量結果會有較大的影響。

熱電阻的引線主要有三種方式

○1二線制：在熱電阻的兩端各連線一根導線來引出電阻信號的方式叫二線制：這種引線方法很簡單，但由於連線導線必然存在引線電阻r，r大小與導線的材質和長度的因素有關，因此這種引線方式只適用於測量精度較低的場合

○2三線制：在熱電阻的根部的一端連線一根引線，另一端連線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，可以較好的消除引線電阻的影響，是工業過程控制中的最常用的。

○3四線制：在熱電阻的根部兩端各連線兩根導線的方式稱為四線制，其中兩根引線為熱電阻提供恆定電流I，把R轉換成電壓信號U，再通過另兩根引線把U引至二次儀表。可見這種引線方式可完全消除引線的電阻影響，主要用於高精度的溫度檢測。

熱電阻採用三線制接法。採用三線制是為了消除連線導線電阻引起的測量誤差。這是因為測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橋臂電阻，其連線導線（從熱電阻到中控室）也成為橋臂電阻的一部分，這一部分電阻是未知的且隨環境溫度變化，造成測量誤差。採用三線制，將導線一根接到電橋的電源端，其餘兩根分別接到熱電阻所在的橋臂及與其相鄰的橋臂上，這樣消除了導線線路電阻帶來的測量誤差。

系統組成

（1）熱電阻測溫系統一般由熱電阻、連線導線和顯示儀表等組成。必須注意以下兩點：

①熱電阻和顯示儀表的分度號必須一致

②為了消除連線導線電阻變化的影響，必須採用三線制接法。具體內容參見本篇第三章。

（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、不鏽鋼套管組合而成的堅實體，它的外徑一般為φ1~φ8mm，最小可達φmm。 與普通型熱電阻相比，它有下列優點：

①體積小，內部無空氣隙，熱慣性上，測量滯後小；

②機械性能好、耐振，抗衝擊；

③能彎曲，便於安裝

④使用壽命長。

（3）端面熱電阻 端面熱電阻感溫元件由特殊處理的電阻絲材繞制，緊貼在溫度計端面。它與一般軸向熱電阻相比，能更正確和快速地反映被測端面的實際溫度，適用於測量軸瓦和其他機件的端面溫度。

（4）隔爆型熱電阻 隔爆型熱電阻通過特殊結構的接線盒，把其外殼內部爆炸性混合氣體隔絕。因受到火花或電弧等影響，電阻體的斷路修理必然要改變電阻絲的長短而影響電阻值，為此更換新的電阻體為好，若採用焊接修理，焊後要校驗合格後才能使用。