表格模板-热工测量仪表热能与动力工程实验教学示范中心 精品.ppt

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1、4t4t0R0R100R0C0C0.050.10.10.30.50.0020.003t 3tttt330.001（1） （2） （3） （4）nB热电阻体热电阻体（1）云母骨架热电阻）云母骨架热电阻（2）玻璃骨架热电阻）玻璃骨架热电阻（3）陶瓷骨架热电阻）陶瓷骨架热电阻（4）塑料骨架热电阻）塑料骨架热电阻由热电阻体至接线端子的连接导线称为引出线。内引线要选用纯度高由热电阻体至接线端子的连接导线称为引出线。内引线要选用纯度高,与电阻丝、与电阻丝、接线端子之间产生的热电势极小接线端子之间产生的热电势极小,而且在最高使用温度下不挥发、抗氧化、不而且在最高使用温度下不挥发、抗氧化、不变质的材料。变质的

2、材料。工业用铂电阻用银丝作引出线工业用铂电阻用银丝作引出线,高温下则用镍丝作引出线。铜和镍电阻可用铜丝高温下则用镍丝作引出线。铜和镍电阻可用铜丝和镍丝作引出线。引出线的直径比电阻丝的直径大的多和镍丝作引出线。引出线的直径比电阻丝的直径大的多,这样可以减小引出线这样可以减小引出线电阻。电阻。国产热电阻的引出线有两线制、三线制和四线制。国产热电阻的引出线有两线制、三线制和四线制。 (1)两线制两线制:在热电阻体的电阻丝两端各连接一根导线（见图在热电阻体的电阻丝两端各连接一根导线（见图4-1，a）的引线）的引线方式为两线制。这种热电阻测温时都存在引出线电阻变化产生的附加误差。方式为两线制。这种热电阻

3、测温时都存在引出线电阻变化产生的附加误差。 (2)三线制：在热电阻体的电阻丝的一端连接两根引出线，另一端连接一根三线制：在热电阻体的电阻丝的一端连接两根引出线，另一端连接一根引出线（见图引出线（见图4-1,b）此种引出线方式称为三线制。测温时它可以消除引出线）此种引出线方式称为三线制。测温时它可以消除引出线电阻的影响，故测温准确度高于两线制热电阻。电阻的影响，故测温准确度高于两线制热电阻。 (3)四线制：在热电阻体的电阻丝两端各连接两根引出线，称为四线制（见四线制：在热电阻体的电阻丝两端各连接两根引出线，称为四线制（见图图4-1，c）。在测温时，它不仅可以消除引出线电阻的影响，还可以消除连）。

4、在测温时，它不仅可以消除引出线电阻的影响，还可以消除连接导线间接触电阻及其阻值变化的影响，四线制多用在标准铂热电阻的引出接导线间接触电阻及其阻值变化的影响，四线制多用在标准铂热电阻的引出线上。线上。 图 4-2 铠装热电阻1金属套管；2感温元件；3绝缘材料；4引出线铠装热电阻的优点为：铠装热电阻的优点为： （1）外径尺寸很小，最小可达）外径尺寸很小，最小可达1mm,因此其热惯性小，因此其热惯性小，响应速度快。响应速度快。 （2）机械性能好，可耐强烈的震动和冲击。）机械性能好，可耐强烈的震动和冲击。 （3） 除感温元件外，其他部分可任意弯曲，适合在复除感温元件外，其他部分可任意弯曲，适合在复杂结

5、构中安装。杂结构中安装。 （4）由于感温元件与金属套管、绝缘材料形成一密封实）由于感温元件与金属套管、绝缘材料形成一密封实体，不易受到有害物质的侵蚀，因此寿命比普通热电阻体，不易受到有害物质的侵蚀，因此寿命比普通热电阻长。长。 铠装热电阻的外径一般为铠装热电阻的外径一般为28mm，最小可做到，最小可做到1mm,保保护套管用不锈钢制成，绝缘材料为氧化镁粉。它的温度护套管用不锈钢制成，绝缘材料为氧化镁粉。它的温度测量范围、基本误差、等和普通热电阻的要求一样。他测量范围、基本误差、等和普通热电阻的要求一样。他的时间常数、引出线直径及引出线电阻值见表的时间常数、引出线直径及引出线电阻值见表4-3。表表

6、43 铠装热电阻的时间常数、引出线直径和电阻值铠装热电阻的时间常数、引出线直径和电阻值和上述标准热电阻或热电偶的不同之处，在于采用一个专用集成电路把和上述标准热电阻或热电偶的不同之处，在于采用一个专用集成电路把热电阻或热电偶的输入信号（电阻或电势）转变成热电阻或热电偶的输入信号（电阻或电势）转变成420mA的标准输出的标准输出信号，其中与热电偶相配用的集成电路还有冷端温度补偿性能。信号，其中与热电偶相配用的集成电路还有冷端温度补偿性能。有的专用集成电路还具有线性化功能，即将标准热电阻的电阻与温度之有的专用集成电路还具有线性化功能，即将标准热电阻的电阻与温度之间的非线性关系转变成变送器输出电流（

7、间的非线性关系转变成变送器输出电流（420mA）与被测温度之间的）与被测温度之间的线性关系，或使热电偶所感受的温度与变送器输出电流（线性关系，或使热电偶所感受的温度与变送器输出电流（420mA）之）之间呈线性关系。间呈线性关系。专用集成电路的体积很小，因而可装在热电阻或热电偶得接线盒内。这专用集成电路的体积很小，因而可装在热电阻或热电偶得接线盒内。这种集成电路的供电电压一般为直流种集成电路的供电电压一般为直流24V，多采用二线制，即供电线也就是，多采用二线制，即供电线也就是输出信号线。一体化热电阻（热电偶）可省略过去常采用的温度变送器。输出信号线。一体化热电阻（热电偶）可省略过去常采用的温度变

8、送器。还有一种热电阻（热电偶）一体化温度变送器，其接线盒的体积增大，还有一种热电阻（热电偶）一体化温度变送器，其接线盒的体积增大，可装入一只动圈表头，直接显示所测温度值，也可以装上用液晶显示的可装入一只动圈表头，直接显示所测温度值，也可以装上用液晶显示的表头，用数字显示所测温度值。装有显示仪表的一体化温度变送器可以表头，用数字显示所测温度值。装有显示仪表的一体化温度变送器可以就地显示温度值。就地显示温度值。 这种一体化温度变送器可应于具大量温度测点的集控系统。这种一体化温度变送器可应于具大量温度测点的集控系统。00lnln11TTRRBTT 用半导体热敏电阻作为感温元件来测量温度日趋广泛。半导

9、体热敏电阻通用半导体热敏电阻作为感温元件来测量温度日趋广泛。半导体热敏电阻通常是用铁、镍、锰、钼、钛、镁、铜等一些金属的氧化物、氯化物、碳酸盐做原常是用铁、镍、锰、钼、钛、镁、铜等一些金属的氧化物、氯化物、碳酸盐做原料料 制制 成成 的。制的。制 造造 热热 敏敏 电电 阻阻 的的 材材 料料 不不 同，它同，它 的的 温温 度度 特特 性性 也也 不同。当采不同。当采用用 、 、 、 等化合物制造半导体热敏电阻时，得到的等化合物制造半导体热敏电阻时，得到的是有负电阻温度系数的特性；当采用是有负电阻温度系数的特性；当采用 、 等化合物制造时，得到等化合物制造时，得到的是有正温度系数的特性；另外

10、还有些热敏电阻，当温度超过某一数值后，电阻的是有正温度系数的特性；另外还有些热敏电阻，当温度超过某一数值后，电阻会急剧增加或减少。热敏电阻的温度特性见图会急剧增加或减少。热敏电阻的温度特性见图4-3。通常使用最多的是具有负稳固系数的热敏电阻，其电阻与温度的关系可以近似地通常使用最多的是具有负稳固系数的热敏电阻，其电阻与温度的关系可以近似地用下面的经验公式来表示：用下面的经验公式来表示： 式中式中 T热力学温度（热力学温度（K） 用实验的方法分别测得在用实验的方法分别测得在T和和T。时的电阻。时的电阻 和和 ，代入式（，代入式（4-11）可）可计算出计算出B的数值，通常的数值，通常B在在1500

11、5000K范围内。由于范围内。由于B值随成分、工艺等因素影值随成分、工艺等因素影响，变化很大，故这种热敏电阻必须个别分度。响，变化很大，故这种热敏电阻必须个别分度。TR0TRBTTRAe2MnO34Mn NOCuO32Cu NO2NiO2ZrO0011TTBTTeRR图 4-3 热敏电阻的温度特性NTC负温度系数热敏电阻； PTC正温度系数热敏电阻； CTR临界温度热敏电阻图 4-4 热敏电阻感温元件的结构 (a) 珠形热敏电阻；(b)涂敷玻璃的热敏电阻 ;(c)带玻璃保护套管的热敏电阻1金属氧化物烧结体； 2铂丝； 3玻璃； 4 杜美丝（代替铂丝）； 5 玻璃管校验时按以下步骤进行：校验时按

12、以下步骤进行： 1）按图）按图4-5接线，并检查是否正确。接线，并检查是否正确。 2）将电阻体放在恒温器内，使之达到校验点温度并保持恒温，然后）将电阻体放在恒温器内，使之达到校验点温度并保持恒温，然后调节分压器使毫安表指示约为调节分压器使毫安表指示约为4mA（电流不可过大，以免热电阻发热过（电流不可过大，以免热电阻发热过大影响测量的准确性），将切换开关切向标准电阻大影响测量的准确性），将切换开关切向标准电阻RN的一边，读出电位的一边，读出电位差计示值差计示值UN ;然后立即将切换开关切向接标准电阻的一边，读出电位差然后立即将切换开关切向接标准电阻的一边，读出电位差计示值计示值 。按。按 公式求

13、出公式求出 Rt .在同一校验点需反复测量几在同一校验点需反复测量几次，计算出几次测量的次，计算出几次测量的 Rt 值（指同一校验点），取其平均值与分度表比值（指同一校验点），取其平均值与分度表比较，看其误差是否大于允许误差。如误差在允许误差范围内，则认为该较，看其误差是否大于允许误差。如误差在允许误差范围内，则认为该校验点的校验点的 Rt 值合格。值合格。 3）再取被测温度范围内）再取被测温度范围内10、50、90的温度作校验点重复以上校的温度作校验点重复以上校验，如均合格，则此热电阻校验完毕验，如均合格，则此热电阻校验完毕。tUttNNURRU1 0 00RR图图4-5 校验热电阻的接线校

14、验热电阻的接线1加热恒温器；加热恒温器；2被校验电阻体被校验电阻体 ；3标准温度计；标准温度计；4毫安表；毫安表；5标准电阻；标准电阻；6分压器；分压器；7双刀双掷切换开关；双刀双掷切换开关；8电位差计电位差计 热电阻的校验除上述方法外，还有一种只校验热电阻的校验除上述方法外，还有一种只校验 R0 与与 的方法，如该两个参数的误差不超出允许的误差范围（见表的方法，如该两个参数的误差不超出允许的误差范围（见表4-1），即），即认为热电阻合格。这个方法也就是校验认为热电阻合格。这个方法也就是校验 0 和和 100 的热电阻的热电阻阻值，此时加热恒温器换用冰点槽及水沸腾器。阻值，此时加热恒温器换用冰点槽及水沸腾器。