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温度检测仪表之热电阻篇

 庭前春雪 2022-02-06

温度是表征物体冷热程度的物理量,无论在工业生产中还是在日常生活中,温度都是很重要的参数。

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温度仪表总体分为接触式测温仪表和非接触式测温仪表,像接触式的包括一些热电阻和测体温的体温计等等,非接触式的像一些测温枪等。下面先和大家聊聊工业中常用的温度检测仪表——热电阻。

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带铠装的热电阻

一、热电阻的介绍

热电阻通常测-200℃~850℃范围内液体、气体、蒸汽 及固体表面温度。

热电阻测量原理就是电阻的热效应,也就是电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。

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我们常用的热电阻探头材质有铜(CU)和铂(PT),常用的热电阻分度号有CU50、PT100等。那么CU50、PT100代表什么含义呢?

PT指热电阻探头的材质,100指热电阻在0℃时的阻值。

具体阻值对应温度的关系如下:

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利用万用表测量热电阻阻值,再利用温度和阻值的对应关系来判定温度测量的准确性了。

二、热电阻为什么采用三线制?

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热电阻接线端有三根导线,其中有两根同样颜色的导线是导通的,这两根导通的导线与第三根导线都有电阻值,且电阻值相等。这就是所谓的三线制。

这样做的目的是为了消除连接导线电阻引起的测量误差。前面说到热电阻的测温原理就是阻值随温度的变化而变化,而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。

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原理图

三、温度变送器的使用

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在很多时候,我们把热电阻和温度变送器搭配使用,这样做的目的无外乎有以下几点:

1.把阻性信号转换为电流信号,可以进一步消除导线电阻带来的测量误差。

注意一点是把温度变送器接在测量端,而不是DCS机柜或是PLC接线端,接在机柜端会使消除导线电阻测量误差大打折扣。

2.有些PLC模块或DCS卡件没有选配阻性信号模块,增加一个温度变送器的成本远远小于增加一个阻性型号模块的成本。

四、热电阻如何选型?

热电阻的选型需要考虑以下几点:

1.热电阻材料,CU50、PT100等;

2.接线盒形式,热电阻是否安装在防爆区域;

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防爆电气接口

3.安装方式,法兰式安装还是螺纹式安装;

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带螺纹座的螺纹安装

4.热电阻的插深长度;

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5.热电阻保护管的材质,如有酸碱环境应衬四氟;

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保护套管衬四氟

6.双支还是单支,看现场是否为重点区域而选用双支温度计;

7.看DCS或PLC输入端信号类型,或现场是否显示来决定增加温度变送器或一体化温度变送器或者远传一体化双金属温度计;

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一体化温度变送器

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远传一体化双金属温度计

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