第二章温度测量-热电阻

热电阻温度测量原理文章摘要：测温原理热电阻（如PtlOO）是利用其电阻值随温度的变化而变化这一原理制成的将温度量转换成电阻量的温度传感器。

温度变送器通过给热电阻施加一已知激励电流测量其两端电压的方法得到电阻值（电压/电流），再将电阻值转换成温度值，从而实现温度测量。

热电阻和温度变送器之间有三种接线方式：二线制、三线制、四线制。

二线制如图1。

变送器通过导线Ll、L2给热电阻施加激励电流I，测得电势VI、V2......测温原理热电阻（如PtlOO）是利用其电阻值随温度的变化而变化这一原理制成的将温度量转换成电阻量的温度传感器。

温度变送器通过给热电阻施加一已知激励电流测量其两端电压的方法得到电阻值（电压/电流），再将电阻值转换成温度值，从而实现温度测量。

热电阻和温度变送器之间有三种接线方式：二线制、三线制、四线制。

二线制如图1。

变送器通过导线Ll、L2给热电阻施加激励电流I,测得电势VI、V2。

1—OW1*%—热电阻兀——导线的專覧电隔L2L EI备——导嵯匚的等效电阻■(1+计算得Rt：%丄乎-％如）由于连接导线的电阻RLl、RL2无法测得而被计入到热电阻的电阻值中，使测量结果产生附加误差。

如在lOO°C时PtlOO热电阻的热电阻率为0.379Q/°C，这时若导线的电阻值为2Q,则会引起的测量误差为5.3C。

三线制是实际应用中最常见的接法。

如图2,增加一根导线用以补偿连接导线的电阻引起的测量误差。

三线制要求三根导线的材质、线径、长度一致且工作温度相同，使三根导线的电阻值相同，即辽l=RL2=RL3。

通过导线Ll、L2给热电阻施加激励电流I，测得电势Vl、V2、V3。

导线L3接入高输入阻抗电路，IL3=0。

凡——聽电皑殆——导线"的等效电阻心——导线L2的等敗电阻九——导址L2的等炒电阴由此可得三线制接法可补偿连接导线的电阻引起的测量误差。

四线制是热电阻测温理想的接线方式。

5种热电偶的测温范围与热电势各有什么特点？
几种常用热电偶的热电势与温度的关系 曲线
哪几种热 电偶的测温上 限较高？ 哪一种热电偶 的灵敏度较高？ 哪一种热电偶 的灵敏度较低？ 哪几种热电 偶的线性较差？
为什么所有的曲线均过原点（零度点）？
㈢热电偶的结构
■普通型：由热电极、绝缘管、保护套管 和接线盒组成。如图2-11。
四、热电偶冷端温度补偿
当冷端不为０℃时，必须首先使用补偿导线 将冷端延长到一个温度稳定的地方，然后 再考虑将冷端处理为０℃。
四、热电偶冷端温度补偿
当冷端不为０℃时，必须首先使用补偿导线 将冷端延长到一个温度稳定的地方，然后 再考虑将冷端处理为０℃。 ㈠补偿导线法 补偿导线通常由补偿导线合金丝、绝缘层、 护套和屏蔽层组成。在100℃以下的常温范 围内，它具有与所匹配的热电偶的热电势 称值相同的特性。起到延长热电偶冷端的 作用。 常用补偿导线见表２－７。 Ｘ－延伸型 Ｃ－补偿型
T T0 = EAB T A B dT EAB T0 A B dT 0 0 E AB T , T0 f T f T0
=f T C
从上式可看出，当T0为定值时,Ｅ与Ｔ之间有惟一对应 的关系。因此可以用测量的热电势Ｅ来找到对应的温 度值Ｔ。
两种不同的金属互相接触时，由于不同金属内自 由电子的密度不同，在两金属A和B的接触点处会发 生自由电子的扩散现象。自由电子将从密度大的金属 A扩散到密度小的金属B，使A失去电子带正电，B得 到电子带负电，从而产生接触热电势。
A
＋
T
B
eAB（ T ）
自由 电子
接触电势EAB(T)的大小： NA kT N A EAB (T ) ln f T , e NB NB

热工仪表基础知识
第一章 热工仪表概述
热力生产过程中对各种热工参数，如温度、 压力、流量、液位、物位及位移等状态参 数的测量称为热工测量。实现热工测量所 使用的工具称为热工仪表。 热工测量及仪表不仅在火电厂热力生产过 程中占有重要地位，在化工、石油、冶金 等工业部门及科学研究中也都不可缺少。
第一章 热工仪表概述
第二章 温度测量及仪表
华氏温标（oF）规定：在标准大气压下，冰的熔点为32 度，水的沸点为212度，中间划分180等分，每第分为报 氏1度，符号为oF。 摄氏温度（℃）规定：在标准大气压下，冰的熔点为0 度，水的沸点为100度，中间划分100等分，每第分为报 氏1度，符号为℃。
热力学温标又称开尔文温标，或称绝对温标，它规定分 子运动停止时的温度为绝对零度，定义为水三相点的热 力学温度的1/273.16,记符号为K。
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 少测量误差热电阻应该有足够的插入深度:
三、热电阻温度计
(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;
○3四线制：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。
三、热电阻温度计
对热电阻的安装,应注意有利于测温准确,安全可考及维 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:

Rt R0(1 At Bt2 )
铂电阻的纯度 通常用R100/R0表示。 铂电阻的分度号: Pt 10、Pt 100、Pt 50 Pt10—表示铂电阻在0℃时的电阻值为R0＝10Ω
13
学习查“铂热电阻分度表” 铂热电阻分度表
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图5.19（a）为云母片做骨架，把云母片两边做成锯齿状，将铂丝绕 在云母骨架上，然后用两片无锯齿云母夹住，再用银带扎紧。铂丝采
§3-3 热电阻温度计
Resistance Thermometer
热电阻测温原理 常用热电阻种类 热电阻的结构
1
一、热电阻测温原理及特点
用热电偶测量500℃以下温度时， 热电势小，测量精度低；且使用 中经常需要进行冷端温度补偿。
故工业上在测低温时通常采用热 电阻温度计，其测温范围为 －200～500℃。
2
取一只 100W/220V 灯泡，用万用表测量其电阻值， 可以发现其冷态阻值只有几十欧姆，而计算得到的额定热 态电阻值应为484 。
温度升高，金属内部原子晶格的振动加剧，
从而使金属内部的自由电子通过金属导体时的
阻碍增大，宏观上表现出电阻率变大，电阻值
3
增加。
1、热电阻测温特点
优点：
1）输出信号大、测温精度高； 2）电阻信号便于远传； 3）无需冷端补偿； 4）可以实现多点切换测量。
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（1）铂热电阻 （Pt）
特点：稳定性好、精确度高、性能可靠。 ITS－90规定以铂电阻温度计作为13.8033K～
961.78℃温域的标准内插仪器
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铂的电阻值与温度的关系 • 在－200～0℃范围内：
Rt R0 1 At Bt2 Ct3(t 100)