热电阻的特点及注意事项

热敏电阻是用各种金属氧化物(如氧化铝、氧化铜、氧化镍、氧钴、氧化锰、氧化钦等)根据技术性能要求，选择某几种氧化物按不同 的比例混合，进行研磨，掺入一定的胶黏剂成型，以铂丝作为引线埋入 后干燥，再经过高温烧结而成。作为感温元件，则需进行二次热处理以及进行电阻值挑选。

热敏电阻具有很大的电阻温度系数和比电阻。它的灵敏度高，阻值大，体积小，反应迅速，但它的性能不如金属电阻稳定，产品性能一 致性差。它的电阻一温度特性是非线性的。

热敏电阻可以做成较精密的温度计。它的应用范围广，不仅可用于测温和控温，而且可以用于温度补偿（例如显示仪表的参考端补偿)。目前应用较多的热敏电阻温度计是半导体点温计。半导体点温计具有灵敏度高，体积小等优点，所以它不仅可以用来测量一般液体、 气体和固体的温度，而且还适用于测量微小物体的温度。

热电阻的好坏直接影响热电阻温度计的效果，所以在使用时必须检查它的好坏。在检查时应注意①用来测量电阻体的电桥准确度必须满足要求;②当发现热电阻的电阻值不正确时，应从它的下部端点电阻丝交叉处增减电阻丝，而不应从其他处调整;③*调好后应将电阻丝排列整齐，不能碰接，应按原样包扎好;④焊接时不要把好丝均打开，以免折断;⑤在改变热电阻长度时，只允许改变引线接线长度， 不允许改变热电阻体的长度。

在检查热电阻的好坏时，zui简单易行的办法是将热电阻从保护管 中抽出，用万用表RX1挡测量其电阻值。若万用表的指针指示" 处，则可以判断热电阻已断路，不能使用;反之，若万用表指针指示在 “0"处或指示值小于R。值，则表明热电阻已短路，必须找出短路处进 行修复;若万用表指针指示比R0的阻值稍偏高一些，说明该热电阻是正常的。 、

当检查出热电阻短路时，应按以下方法处理：

(1)铂热电阻短路时的处理。铂热电阻的铂丝之间的绝缘是靠云母片银齿隔开的，造成铂丝短路的原因是由于云母片锯齿损坏或铂丝松脱产生相碰，所以在排除时只需用镊子将其分离即可。

(2)铜热电阻短路时的处理。铜热电阻的短路是由于受潮或绝缘 清漆脱落造成的。若热电阻受潮，可将它放在80°C?100°C的烘箱中 烘1h?2h;若是由于绝缘清漆脱落所引起的短路,则应将脱落处重新 用清漆绝缘。

热电阻温度计在使用时要注意热传导和热辐射所引起的附加误差。消除热辐射所引起的附加误差的方法主要有以下几种：

(1) 在使用时应尽量使器壁表面和被测介质温度相近，即尽量减 少它们之间的温差。因此，如器壁暴露于空气中，应在其表面包一层保护层，这样可以提高器壁温度，减少热量损失。或在热电阻和器壁 之间加装防辐射罩，这样可以消除热电阻和器壁之间的直接辐射作用。

(2) 尽量减小热电阻保护管的黑度系数。

(3) 增加被测介质的流速，使热电阻与被测介质间的对流传热增加，但zui大流速应小于80m/s。

(4) 应尽可能减小热电阻保护管的外径。

为了减小热电阻在使用中由于热传导所产生的误差，可采取下述 方法：

(1) 增加热电阻的插人深度。应尽可能使热电阻受热部分增长。

(2) 应尽可能采用热传导系数小的材料作保护管;但若要时间常 数小，减小动态误差,则相反，应选用导热系数大的材料做保护管。

(3) 应尽可能减小保护管的壁厚及内径。

(4) 应尽可能使热电阻的非受热部分或者外露部分的温度接近于 其受热部分。

(5) 若被测对象为流动介质时，应适当增加其热交换系数。

热电阻与显示仪表的连接方法有以下两种： 

(1)两线制连接。两线制连接是指两线制热电阻的感温元件的两根引出线与显示仪表的连接。引出线的电阻值，对铜热电阻不应超过只。的2%;对销热电阻不应超过R。的0.1%，接线方法见图3-6(a)。 由热电阻的接线座到显示仪表的接线端子任用两根导线连接。这种连接虽然省去了一根热电阻引出线，但这种方法由于两根铜导线都处 在显示仪表测量桥路中不平衡电桥的同一个桥臂内，因铜导线的电阻温度系数较大，所以环境温度的变化对桥臂的影响较大，从而带来测量误差，故一般都采用三线制连接法。

(2)三线制连接法。三线制热电阻的感温元件用三根引出线与显 示仪表连接。其接线方法如图3-6(b)所示。由热电阻的接线座到显 示仪表的接线端子用三根连接导线连接。因为这种方法是将两个铜导线分别接在显示仪表电桥的两个桥臂上，当环境温度变化时，可以相互抵消，电桥仍能平衡，所以它是常采用的接线方法，特别是对小量 程的仪表，必须采用三线接线法接线。-

热电阻在使用和保养中应注意以下几点：

(1) 在使用中应根据测量范围、被测温场的气氛和经济效果合理 的选用热电阻的规格和型号。

(2) 热电阻的安装地点应避免在炉门旁或离加热物体距离太近。 接线盒处的温度不宜超过100°C，并尽可能地使其保持稳定不变。

(3) 热电阻的插人深度可根据现场实际需要决定。但是至少应不小于热电阻保护管外径的8倍?10倍。

(4) 热电阻应尽可能的垂直安装，以防在高温下弯曲变形。接线 盒的出线孔应该向下以防因密封不良而使水汽、灰尘和脏物落人接线 盒中。

(5) 热电阻与显示仪表的连接导线可用绝缘铜导线（是带屏 蔽的）。其阻值必须满足显示仪表接线技术条件的规定的数据，采用二线或是三线制连接也必须根据显示仪表的要求而定。

(6) 热电阻在使用过程中，应尽量避免被测温场以外辐射源的热辐射影响和热电阻本身热传导作用的影响，以防带来附加误差。

(7) 在使用中要经常注意热电阻丝和保护管之间，以及它们与大 地之间的绝缘是否良好，以防带来测量附加误差，甚至影响仪表正常工作。

热电阻在使用中的误差及修正方法如下：

(1) 分度误差及修正方法。对于工业热电阻，它的分度误差就是热电阻的电阻值与温度的关系特性与统一分度表的偏差。这个偏差不能超过表3-14所规定的误差范围。可以按此偏差对测量结果进行修正。

(2) 线路电阻引起的误差及修正方法。热电阻与显示仪表或变送器配套测温时，两者之间是用铜导线连接起来的，由于显示仪表的工作原理规定了线路电阻有一个严格的数值(如5)，这个电阻数值不准确则会给测量带来附加误差。其次，由于连接导线是铜导线，它受环境温度变化的影响。当环境温度变化时也会引起误差。消除这些 误差的方法是如兆问所述的三线制连接法。因为这种连接方法是将 两根铜导线分别接在显示仪表电桥的两个桥臂上，当环境温度变化时，可以相互抵消，电桥仍能平衡，这就消除了因环境温度变化所引起的示值误差。

(3) 热交换引起的误差及消除方法。

利用热电阻测温因热交换引起的误差及消除方法与热电偶相同， 

(4) 由显示仪表所引起的误差及修正。

显示仪表的基本误差的大小是由仪表的准确度等级决定的，要消除该项误差，应定期校准显示仪表，用校准的结果对显示仪表进行修正。

(5) 热电阻与显示仪表或变送器配套使用时，热电阻是仪表测量线路的一部分，测量线路上的电流通过热电阻时会使它发热而引起附 加误差。这个误差的大小因电流的大小而不同。在工业上使用的热 电阻,只要通过它的电流不超过6mA时，这项误差是很小的（约0. 1℃ )，可不予考虑故一般配热电阻的显示仪表在设计测量线路时， 都限制通过热电阻的电流不超过6mA，通常取3mA左右，以便尽量减少此项误差。

(6)动态误差。当被测介质发生变化后，热电阻及其配套的显示 仪表(如自动平衡电桥）由于热惯性和机械惯性等原因,来不及立即显 示出变化了的温度，因而引起误差，这就是热电阻测温的动态误差。 这项误差的大小主要取决于热电阻的时间常数和热电阻保护管的直 径和厚度。

一般在温度较稳定或变化很缓慢的场合下测温时，此项误差很小，可以不予考虑，但在温度变化很快的场合测温时，动态误差就可能增大。

由于热电阻的体积比较大的缘故，热电阻测温的动态误差比热电 偶测温产生的动态误差要大，所以在快速测温中使用热电阻要受到一定的限制。消除热电阻测温中引起的动态误差的方法与热电偶相同，