熱電阻的測溫原理是基于導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化這一特性來測量溫度及與溫度有關(guān)的參數(shù)。熱電阻大都由純金屬材料制成,目前應(yīng)用最多的是鉑和銅,現(xiàn)在已開始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。熱電阻通常需要把電阻信號通過引線傳遞到計算機(jī)控制裝置或者其它二次儀表上。
熱電阻是電阻值隨溫度變化的溫度檢測元件。它是利用物體(常見的是特定的金屬或半導(dǎo)體材料)的導(dǎo)電率隨溫度變化而變化的原理制成。它的阻值跟溫度的變化成正比,隨著溫度上升而成勻速增長。
使用熱電阻測溫的過程實際上是一個測量置于測量點(diǎn)上的熱電阻的阻值的過程。
電阻是基本電參數(shù)之一,其阻值 R 可按伏安特性定義,即 R=U/I,其中U 為電阻兩端的電壓,I 為流過電阻的電流或者按功率 P 來定義,即 R=P/(I^2)。。
可見測量熱電阻必須在熱電阻兩端連接導(dǎo)線,而導(dǎo)線的阻值以及阻值隨溫度變化的特性以及引入的其它干擾,必然會影響測量結(jié)果。而要消除這種影響,就必須知道引線的狀況,在對熱電阻進(jìn)行測量的同時,從引線的兩端對引線進(jìn)行監(jiān)測。在兩根引線參數(shù)一致的前提下,要知道其中一根的狀況,至少需要增加一根導(dǎo)線,用來將測量引線中的一根的現(xiàn)場端連接到儀表端。這就是熱電阻的三線制連接的由來。
一.熱電阻與顯示儀表的三線制接線法
在生產(chǎn)中,熱電阻溫度儀表大多是采用不平衡電橋來進(jìn)行測量的。其測量電路原理如1所示,由于把熱電阻接入電橋的銅導(dǎo)線的電阻值會隨著環(huán)境溫度的變化而發(fā)生變化,如果只把連接導(dǎo)線接在一個橋臂上,當(dāng)環(huán)境溫度變化時,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橋臂上,當(dāng)電線的電阻變化時??梢曰ハ嗟窒徊糠郑詼p少對儀表示值的影響。但誤差減小是有限度的,對于不平衡電橋,只有在儀表刻度的始點(diǎn)才能得到全補(bǔ)償,而在滿刻度時上述的附加誤差是的。
對于不平衡電橋還要考慮電源引線的附加溫度誤差,當(dāng)有電流流過熱電阻連接電源的導(dǎo)線1時,會有一定的電壓降,當(dāng)環(huán)境溫度變化時,電橋的上、下支路電壓也會隨之發(fā)生變化,從而給儀表帶來一定的附加溫度誤差。
二.什么是真正的熱電阻三線制接線法
三線制接線法,必須要和相應(yīng)線制的熱電阻元件配合使用才能做到真正意義上的三線制接線。但在現(xiàn)實中,很多工廠使用的熱電阻,其保護(hù)管內(nèi)的熱電阻元件大多只有兩根引線,即熱電阻元件是兩線制的,從保護(hù)管接線盒至顯示儀表雖然用了三根連接導(dǎo)線,但這只能算是兩線制的熱電阻接線方法,或只能叫三導(dǎo)線的熱電阻兩線制接線方法。