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熱電阻式傳感器的常見分類及連接方式
2015-12-02
熱電阻式傳感器是用來測量溫度的，是由于溫度的變化引起傳感器的電阻變化來實(shí)現(xiàn)測溫的。測量溫度最常用的是金屬熱電阻，而金屬熱電阻最常用是鉑熱電阻和銅熱電阻。
1.鉑熱電阻
以金屬鉑作感溫元件，再與內(nèi)引線和保護(hù)管一起，就組成了鉑熱電阻溫度傳感器。它通常還與外部測量電路、控制裝置及機(jī)械裝置連接在一起構(gòu)成溫度傳感器。
這種傳感器主要有兩種形式：Pt100和Pt10。Pt100和Pt10的電阻值在0℃時(shí)分別為100歐姆和10歐姆，它們的測溫范圍均為-200℃～850℃。Pt10是用較粗的金屬鉑絲制成的，耐溫性能優(yōu)于Pt100，主要用于650℃以上的測溫。由于金屬鉑是貴金屬，Pt10的成本較Pt100高，所以在測量低于650℃以下的溫度時(shí)，以Pt100為主，另外Pt100的分辨率比Pt10的分辨率大10倍。
在工程應(yīng)用中，不需要根據(jù)公式計(jì)算實(shí)際的溫度值，也不需要死記常數(shù)A、B、C的具體值，而是根據(jù)分度表來計(jì)算溫度值。
2 銅熱電阻
銅熱電阻溫度傳感器是利用金屬銅的電阻值隨溫度變化的原理制成的。主要的銅熱電阻有：溫度為0℃時(shí)，電阻值為50歐姆的Cu50和電阻值為100歐姆的Cu100。銅熱電阻按其保護(hù)管結(jié)構(gòu)形式分為裝配式（可拆卸）和鎧裝式（不可拆卸，內(nèi)裝銅電阻）。
銅熱電阻的溫度系數(shù)比鉑熱電阻大，線性好，制成的傳感器的靈敏度也高，且價(jià)格也低。但其電阻率低，電阻體的體積大，響應(yīng)慢，穩(wěn)定性差，在測量精度要求不是很高，測量的溫度較低時(shí)經(jīng)常用。銅熱電阻在-50℃～150℃的使用范圍內(nèi)，其電阻值與溫度的關(guān)系幾乎是線性的。
與鉑熱電阻一樣，在工程應(yīng)用中，也不需要根據(jù)公式計(jì)算溫度值，也不需要死記常數(shù)A、B和C的具體值，而是根據(jù)分度表來計(jì)算溫度值。
3.幾種常用的連接方式
熱電阻傳感器的測量電路常用直流電橋電路。由于工業(yè)用熱電阻安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場，離控制室較遠(yuǎn)，因此熱電阻的引出線對測量結(jié)果有較大影響。為了減小或消除引出線電阻的影響，目前，熱電阻tR引出線的連接方式經(jīng)常采用兩線制、三線制，如圖1和圖2所示。
1．兩線制
兩線制的測溫電橋如圖1所示，（a）為示意圖，（b）為等效電路圖。從（b）圖中可以看出，引線電阻Rw和Rt一起構(gòu)成測量電阻，即測量電阻為Rt+2Rw。由于引線電阻的阻值隨環(huán)境而變化，且隨離現(xiàn)場的距離而變化，因此也就影響了Rt的測溫精度。
1．兩線制
兩線制的測溫電橋如圖1所示，（a）為示意圖，（b）為等效電路圖。從（b）圖中可以看出，引線電阻Rw和Rt一起構(gòu)成測量電阻，即測量電阻為Rt+2Rw。由于引線電阻的阻值隨環(huán)境而變化，且隨離現(xiàn)場的距離而變化，因此也就影響了Rt的測溫精度。
兩線制熱電阻測量電橋
2．三線制
為了消除兩線制中引線電阻的影響，人們設(shè)計(jì)了三線制連接方法，如圖2所示。這種連接方法，由于在鄰臂中也引入了一個(gè)電阻Rw，因此可以部分消除兩線制中引線電阻的影響，其測量精度高于兩線制，在工業(yè)溫度檢測中應(yīng)用較廣。
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