耐磨热电阻 欢迎来电垂询

简介
工业用铂电阻作为温度测量的变送器，通常用来和显示、记录、调节仪表配套。直接测量各种生产过程中从-200℃～500℃范围内的液体、蒸汽和气体介质以及固体的表面温度。
装配式铂电阻采用引进铂电阻元件作测温元件。因此，它具有良好的电输出性能，可为显示仪、记录仪、调节仪、扫描仪、数据记录仪以及电脑提供精确的温度变化输入信号。
2 结构原理
装配式铂电阻是由感温元件、不锈钢外保护管、接线盒以及各种用途的固定装置组成，有双支和单支元件两种规格，双支铂电阻可以同时输出二组相同电阻信号供使用。
铂电阻是一种温度传感器，它是利用铂丝在温度变化时自身电阻也随着变化的特性来测量温度的，不锈钢保护管不但具有抗腐蚀性能，而且具有足够的机械强度，保证铂电阻能安全地使用在各种场合，装配式铂电阻接线盒分防溅式和防水式两种类型供选择。安装固定装置有固定螺纹、活动法兰盘、固定安装法兰盘和带固定螺栓锥形保护管装置等形式。
3 技术参数
热电阻感温元件在0℃的电阻值（R0）
分度号Pt100：
A级　R0=100±0.06Ω
B级　R0=100±0.12Ω
量程规格
型　号
分度号
测温范围℃
精度等级
允许偏差△t　℃
WZP
Pt100
-200～500
A级
-200～650℃时允差,±,（0,15或+0,002︱t︱）
B级
-200～800℃时允差,±,（0,3或+0,005︱t︱）


热响应时间
在温度出现阶跃变化时，热电阻的输出变化至相当于该阶跃变化的50%所需要的时间，称为热响应时间，用t0.5表示。
公称压力
一般是指在常温下，保护管所能承受静态外压而不破裂，试验压力一般采用公称压力的1.5倍。实际上，允许公称压力不仅与保护管材料、直径、壁厚有关，而且还与其结构形式、安装方式、置入深度以及被测介质的流速、种类有关。
热电阻绝缘电阻：
常温绝缘电阻的试验电压可取直流10～100V任意值，环境温度应在15～35℃范围内，相对湿度应不大于80%，常温绝缘值应不小于100MΩ。
热电阻允许通过电流
通过铂电阻测量电流较大不**过5mA。

热电阻（thermal resistor）是中低温区较常用的一种温度检测器。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。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度是较高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。热电阻大都由**属材料制成，目前应用较多的是铂和铜，此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。金属热电阻常用的感温材料种类较多，较常用的是铂丝。工业测量用金属热电阻材料除铂丝外，还有铜、镍、铁、铁—镍等。
1、压簧式感温元件，抗振性能好；
2、测温精度高；
3、机械强度高，耐高温耐压性能好；
4、进口薄膜电阻元件，性能可靠稳定。
热电阻的测温原理是基于导体或半导体的电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。热电阻大都由**属材料制成，目前应用较多的是铂和铜，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二次仪表上。
普通型热电阻
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。
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，较小可达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
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**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较大，常温下的电阻值较高（通常在数千欧以上），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，在程控制中的应用较其广泛。
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（较好呈线性关系）。
目前应用较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，**过150易被氧化。中国较常用的有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的应用较为广泛。
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。 [1]
目前热电阻的引线主要有三种方式：
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
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较常用的。
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。
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。
安装要求
对热电阻的安装，应注意有利于测温准确，安全可靠及维修方便，
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1m即可。
4）当测量原件插入深度**过1m时，应尽可能垂直安装,或加装支撑架和保护套管。
安装注意
1、热电阻应尽量垂直装在水平或垂直管道上，
安装时应有保护套管，以方便检修和更换。
2、测量管道内温度时，元件长度应在管道中心线上(即保护管插入深度应为管径的一半)。
3、温度动圈表安装时，开孔尺寸要合适，安装要美观大方。
4、高温区使用耐高温电缆或耐高温补偿线。
5、要根据不同的温度选择不同的测量元件。一般测量温度小于400℃时选择热电阻。
6、接线要合理美观，表针指示要正确。

热电阻是中低温区较常用的一种测温元件，他的基本测温原理是基于金属导体的电阻值随温度变化而变化，两者存在一定的函数关系。通过测量电阻值来间接计算出温度值。
热电阻包括铂电阻、铜电阻、镍电阻、热敏电阻等类别。其中较广泛使用的是铂电阻，而铂电阻其中较广泛使用的是PT100。因为铂电阻的测温金属是铂，不论在精度还是稳定性上都要**其他其他材质的热电阻。
铂电阻主要分为：标准铂电阻温度计和工业铂电阻。


工业铂电阻按阻值划分可分为：PT5、PT10、PT20、PT50、PT100、PT300、PT500、PT1000等。这些型号是根据铂电阻在0℃时的阻值大小划分的，比如PT100在0℃时的标称阻值为100Ω，PT1000在0℃时的标称阻值为1000Ω，以此类推。


铂电阻在生产过程中是存在制造误差的，根据误差大小将铂电阻分类不同等级，由低到高分为：C、B、1/2B、1/3B、1/5B和1/10B。


实际使用的铂电阻的温度范围与教科书中（-200~850℃）描述的有所不同，受陶瓷骨架材料限制，实际可稳定使用的范围是-200~500℃，个别进口薄膜元件号称能达到600℃或800℃也只是短时间达到，长时间不稳定也容易坏。


标准铂电阻温度计主要由石英管和滩簧状铂丝组成。根据其稳定性分为一等标准铂电阻和二等标准铂电阻。主要用于计量院等计量单位作为标准温度传递用。价格昂贵，易碎，使用需谨慎。因为铂金丝在石英管内部是弹簧状悬空状态，因此标准铂电阻害怕振动，振动会导致铂金丝变形，进而参数发生变化。


工业铂电阻目前市面上主要有三大类：整体烧结外绕式陶瓷铂电阻、薄膜铂电阻和内绕式铂电阻。


三种元件性能对比表（使用寿命根据实际使用情况会多少有所不同）
三种元件性能对比表（使用寿命根据实际使用情况会多少有所不同）
薄膜铂电阻是在三氧化二铝（Al2O3）基片上溅射镀膜一层铂金膜，通过光刻形成线条，再由引线焊接引出。Al2O3的膨胀系数是（6.8～8）×10-6，铂的膨胀系数是10.2×10-6，两者膨胀系数差异很大，这就会导致在温度上升时，铂膨胀的“较快”，因此有很大几率从陶瓷基片上脱落，轻则数据变化，重则损坏，温度越偏离室温，损坏速度越快。但是因为其可以批量自动化生产，用料少成本低，所以价格低廉。而且体积小（2*2mm左右），抗振。其使用寿命根据具体使用情况，一般温度在-50~200℃之内使用较为可靠，且不同厂家（大部分是进口）的质量也不一样。且薄膜元件因为体积小，散热面积有限，因此自热比较大，检测电流通常要保证在200uA以下才能保证准确测量。


内绕式铂电阻是在陶瓷管内嵌入弹簧状铂金丝，再填入氧化镁粉固定。这种结构看似牢固，但是同薄膜铂电阻一样，氧化镁粉和铂金丝膨胀系数差异大，温度往复升降时，从微观角度看，铂金丝在氧化镁分中来回伸缩，两者之间产生摩擦，时间长了铂金丝越磨越细，阻值越来越大，最后断开。温度越高，这种摩擦效应越大，寿命越短。其弹簧状结构也决定了这种原件抗振动能力较差。温度保证在-50~300℃以内且无振动场合，内绕式铂电阻稳定性还不错。这种铂电阻用料和制作工艺成本要比薄膜铂电阻高一些。


整体烧结外绕线式陶瓷铂电阻是在陶瓷骨架上均匀双线并绕上铂金丝，并在较外侧涂一层陶瓷釉，最后整体经过高温烧结，形成一个整体“陶瓷疙瘩”，值得注意的是所用的陶瓷骨架和陶瓷釉不是普通的Al2O3，而是多种复杂成分调制而成的陶瓷材料，这种陶瓷的膨胀系数和铂金丝非常相近，因此这种铂电阻在-200~500℃内，重复性稳定性都非常好（-50~200℃年稳定性＜0.01℃），且因为它是一个整体，抗振性能非常强（＞50g重力加速度）。这种铂电阻制作工艺较为复杂，且用料较多，制造成本要比前两者高。但是从寿命和使用收益或者适用场合要求苛刻的角度来看，具有前两者无法取代的优势。


铂电阻阻值-温度转换公式如下：


铂电阻
铂电阻图册
对于－200～0℃ 的温度范围：


R(t)=R(0)×[1+At +Bt2+C(t-100℃)t3]


对于 0～850℃的温度范围：


R(t)=R(0 ℃)×(1+At +Bt2)


以上两式中：


R(t) —————— 在温度为t时铂热电阻的电阻值,Ω；


t——————　 温度,℃；


R(0)　—————　 在温度为0℃时铂热电阻的电阻值,Ω；


A——————　 常数,其值为3.9083×10^(-3),℃^(-1)；


B——————　 常数,其值为-5.775×10^(-7),℃^(-2)


C——————　 常数,其值为-4.183×10^(-12),℃^(-4)

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