熱電阻測(cè)溫原理及材料熱電阻測(cè)溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來(lái)進(jìn)行溫度測(cè)量的。
熱電阻大都由純金屬材料制成,目前應(yīng)用很多的是鉑和銅,此外,現(xiàn)在已開(kāi)始采用甸、鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。兩線、三線、四線熱電阻的區(qū)別從熱電阻的測(cè)溫原理可知,被測(cè)溫度的變化是直接通過(guò)熱電阻阻值的變化來(lái)測(cè)量的,因此,熱電阻引出的各種導(dǎo)線電阻的變化會(huì)給溫度測(cè)量帶來(lái)影響。為消除引線電阻的影響一般采用三線制或四線制。熱電阻接線有分別,主要與應(yīng)用有關(guān)。一般2線用于近距離測(cè)量;3線用于遠(yuǎn)距離測(cè)量,主要是為了克服線路電阻和干擾的影響。另外4線的熱電阻,是為了更高精度測(cè)量而提出來(lái)的。使用上主要是給熱電阻施加一個(gè)電流,然后再測(cè)量它的電壓來(lái)提高測(cè)量精度和靈敏度。與熱電阻連接的檢測(cè)設(shè)備(溫控表、plc輸入等)都有四個(gè)接線端子。i+、i-、v+、v-。其中,i+、i-端是為了給熱電阻提供恒定的電流,v+、v-是用來(lái)監(jiān)測(cè)熱電阻的電壓變化,依次檢測(cè)溫度變化。4線就是從熱電阻兩端引出4線,和4個(gè)端子連接。3線就是引出3線,這需要檢測(cè)設(shè)備方的i-、v-短接。2線就使引出2線,這需要檢測(cè)設(shè)備方的i-、v-、i+、v+短接。兩線、三線、四線熱電阻的測(cè)溫原理都是一樣,只是接線區(qū)別。準(zhǔn)確的說(shuō)是電流回路和電壓測(cè)量回路是否分開(kāi)接線的問(wèn)題。2線,電流回路和電壓測(cè)量回路合二為1,精度差。3線,電流回路的參考位和電壓測(cè)量回路的參考位為一條線。精度稍好。4線,電路回路和電壓測(cè)量回路獨(dú)立分開(kāi),精度高,但費(fèi)線。
由于把熱電阻接人電橋的銅導(dǎo)線的電阻值會(huì)隨著環(huán)境溫度的變化而發(fā)生變化，如果只把連接導(dǎo)線接在一個(gè)橋臂上，當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)，連接導(dǎo)線電阻的變化值將與熱電阻RT的電阻變化值相疊加，而產(chǎn)生附加誤差。所以在工業(yè)上普遍采用三線制的接線方法，把導(dǎo)線2與3分別接至電橋的兩個(gè)橋臂上，當(dāng)電線的電阻變化時(shí)，可以互相抵消一部分，以減少對(duì)儀表示值的影響。但誤差減小是有限度的，對(duì)于不平衡電橋，只有在儀表刻度的始點(diǎn)才能得到全補(bǔ)償，而在滿刻度時(shí)上述的附加誤差是很大的。對(duì)于不平衡電橋還要考慮電源引線的附加溫度誤差，當(dāng)有電流流過(guò)熱電阻連接電源的導(dǎo)線1時(shí)，會(huì)有一定的電壓降，當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)，電橋的上、下支路電壓也會(huì)隨之發(fā)生變化，從而給儀表帶來(lái)一定的附加溫度誤差。
由于上述原因，對(duì)于配熱電阻的動(dòng)圈儀表，當(dāng)用三線制接線法時(shí)，對(duì)連接導(dǎo)線的電阻值有規(guī)定，一般每條線的電阻為5Ω，若不足5Ω，則須用錳銅電阻補(bǔ)足，以保證儀表的很大附加誤差不超過(guò)0.5%。對(duì)于使用集成運(yùn)算放大器的顯示控制儀，其輸入阻抗很高，外接導(dǎo)線電阻的變化比儀表的輸入阻抗小得多，故可以忽略導(dǎo)線電阻阻值的變化而不會(huì)影響測(cè)量精度。因此對(duì)連接導(dǎo)線的電阻值就沒(méi)有要求了，這樣可免去調(diào)整外線電阻的工作。