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熱電阻是一種電阻性溫度傳感器,它的電阻值隨temperature變化而變化。熱電阻的電阻值的大小與材料的種類,長(zhǎng)度、橫截面積、溫度系數(shù)的物理參數(shù)有關(guān)。
一般而言,鉑熱電阻是目前應(yīng)用廣泛的一種熱電阻,其電阻值在室溫(25°C)下,約為100Ω左右。常用的電壓信號(hào)輸入(4-20mA)型傳感器,一般在標(biāo)準(zhǔn)條件下,使用100Ω的鉑熱電阻元件。
使用時(shí)根據(jù)需要,還可以采用銅、鎳、鉻等作為熱電阻材料,其電阻值要稍小。此外,還有其他熱電阻材料,如鎂、鎂硼、硅等,在特定溫度范圍具有較高的電阻溫度系數(shù),因此在一些特別場(chǎng)合下也會(huì)被使用。
當(dāng)一根金屬導(dǎo)線的一端被放在溫度為T1的熱源上,另一端放在溫度為T2的冷源上時(shí),該導(dǎo)線一端的溫度會(huì)升高,另一端溫度會(huì)下降,溫度差會(huì)使電子在導(dǎo)線內(nèi)部形成復(fù)雜的運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)(Peltier電動(dòng)勢(shì)),并且引起導(dǎo)線內(nèi)部的電荷堆積,形成熱電流。這種現(xiàn)象被稱為熱電效應(yīng)。
熱電阻的工作原理就是利用了熱電效應(yīng)。他基于熱電效應(yīng)而生成的溫度有規(guī)律的變化(鉑熱電阻元件電阻隨溫度線性變化),用測(cè)量電路進(jìn)行采樣、解析、計(jì)算,就能輸出環(huán)境溫度等物理量。
相比于其他電阻傳感器,熱電阻有以下優(yōu)勢(shì):
靈敏度高、線性好等特點(diǎn);
可以測(cè)量溫度范圍寬、不需要電源等特點(diǎn),同時(shí)使用起來(lái)又很靈活;
鎳、銅等貴重金屬材料制作,其優(yōu)異,長(zhǎng)壽命等特性奠定了它在各種嚴(yán)苛環(huán)境中的不可替代性。
鉑熱電阻是目前應(yīng)用廣泛的一種熱電阻,在航空、車輛、軌道交通、船舶等運(yùn)輸領(lǐng)域,以及工業(yè)傳感、制冷空調(diào)等領(lǐng)域,都有著廣泛的應(yīng)用。而使用銅、鎳、鉻等作為熱電阻材料的熱電阻,則更廣泛地應(yīng)用于高溫爐、加熱爐、窯爐、真空爐等工業(yè)溫度測(cè)量方面。
當(dāng)然,熱電阻并不是的。因?yàn)槠漤憫?yīng)速度比熱敏電阻慢,不能實(shí)時(shí)進(jìn)行溫度變化測(cè)量,同時(shí)需要使用匹配的自動(dòng)補(bǔ)償電路來(lái)抵消傳感器連接線或鉛絲中的電阻變化,這使得其適用范圍存在一定的限制。
熱電阻通常不能安裝在有沖擊和震動(dòng)的地方,不能被曝曬在陽(yáng)光下和遭受雨淋;
一般情況下,鉑熱電阻工作在惰性氣氛下,不易碳化;應(yīng)該每年檢查一次電流電壓線路是否正確、表顯是否正確,并注意保護(hù)溫度計(jì)保護(hù)管及桿狀框架的外觀狀態(tài);
鉑熱電阻接頭應(yīng)該保持干燥且清潔;
無(wú)磁場(chǎng)、低濕度的環(huán)境下,放置時(shí)不得將鉑熱電阻彎曲。
總之,在使用熱電阻時(shí),應(yīng)該注意其特性及使用限制,正確地進(jìn)行安裝、調(diào)試和維護(hù),才能使其正常工作并延長(zhǎng)其使用壽命。