常見幾類接線方式的熱電阻測溫特點分析

盧玉成

【摘要】測溫熱電阻接線方式常見的有：二線制、三線制、四線制，以上幾種熱電阻的測溫特點也會各有不同。二線制和三線制熱電阻測溫的方式是電橋測量法，最終測定溫度數值和電阻值之間的關系。四線制熱電阻則通常應用恒流源測定電阻值對應的溫即可。但是，接觸電阻、線路電阻會對熱電阻測溫結果的真實性和準確性有較大影響，三線制和四線制熱電阻可以消除外部影響，更好的保證熱電阻測溫結果的準確性。

【關鍵詞】接線方式；熱電阻；測溫特點

1、熱電阻的特點和種類

熱電阻在工業生產中是一種比較常見的溫度檢測設備，熱電阻的特點有以下幾個：一是測溫度的精準度比較高，二是性能比較穩定。鉑電阻屬于熱電阻中測溫精準度較高的設備，廣泛應用于工業中，也被制作成基準儀。熱電阻的測溫元件組成有以下幾個：一是十字骨架，二是麻花骨架。常用工業熱電阻有：鉑熱電阻和銅熱電阻。熱電阻測溫的原理實際上就是熱電阻的測溫元件的電阻值會隨著溫度的升高而增大，熱電阻阻值與溫度對應于一定函數關系，電阻值這一電氣量通過一系列電路轉換得出相應溫度數值。被測溫度的變化會通過熱電阻的阻值體現出來。在測量原理組成中，熱電阻的接線方式會對溫度測量的準確性有較大的影響。鎧裝熱電阻是比較常見的測溫設備，鎧裝熱電阻由以下幾個部分組成：一是感溫元件，二是引出線，三是絕緣材料，四是不銹鋼套管。常用接線方式的幾類熱電阻按其機械、結構方式、使用條件又可分為：一類是鎧裝熱電阻，保護套管較小，相比于普通熱電阻而言，鎧裝熱電阻具有以下應用優點：一是體積非常小，內部無縫隙，測溫響應速度快，二是機械性能非常好，抗沖擊能力強，三是能夠彎曲，安裝操作方便，四是應用壽命比較長。二類是端面熱電阻，材料是電阻絲，電阻絲可以貼合在被測物體的表面，能夠在短時間內感應到被測環境的溫度變化。此外，隔爆熱電阻內部有特殊的接線盒，實現對存在爆炸危險場所溫度的測量。

2、熱電阻的測溫原理

熱電阻的溫度會隨著被測環境溫度的升高而升高，但是并不是所有金屬材料都可以作為測溫材料，熱電阻對于測溫材料有較高的要求，常用熱電阻的核心組成材料鉑和銅，在一定溫度范圍內具有較理想的溫度一電阻線性特性，這樣才能保證溫度系數的穩定性，保證測溫的性能。所以如今，應用比較多的熱電阻測溫材料：一是鉑，二是銅。鉑主要適用于以下環境：一是中性介質，二是氧化性介質，鉑的穩定性比較強。銅在測溫時就體現出較好的線性特性，主要應用于無腐蝕性的介質中，如果被測環境的溫度超過150℃，銅就很容易被氧化。熱電阻的測溫原理實際上就是把溫度轉化為電阻值，熱電阻會把一定溫度對對應的電阻信號傳輸到計算機或二次儀表上。工業熱電阻主要安裝在生產現場，與控制室二次儀表或計算機系統存在一定的距離，這就對熱電阻接線方式提出了較高的要求。四線制接線方式測量結果精度很高，廣泛應用于對測溫精度要求較高的場所。

3、熱電阻的常見接線方式

工業測量用熱電阻比較常見的接線方式有以下幾種：一是二線制，二是三線制，三是四線制。其中，二線制接線方式實際上就是在熱電阻的兩側分別連接一根導線，用來傳輸熱電阻的信號。二線制接線方式比較簡單，但是熱電阻測溫的準確性受到導線材料與長度及環境溫度變化的影響較大。二線制接線方式只能應用于對熱電阻測溫精準度要求不高的場所。三線制接線方式就是在熱電阻其中一端接入一根導線，在另一端接入兩根導線。三線制接線方式需要和電橋配合使用，這樣可以降低線路電阻及環境溫度變化等外部因素對于熱電阻測溫精準度的影響，也是比較常用的熱電阻接線方式。四線制接線方式是在熱電阻的兩端各接入兩根導線，四線制接線方式在這三種接線方式的測量系統中的測溫精準度是最高的。熱電阻測溫系統由以下幾個部分組成：一是熱電阻，二是連接導線，三是顯示儀表。在熱電阻測溫系統內部，熱電阻必須和顯示儀表的輸入信號型號保持一致（設置成一致）。在安裝熱電阻時工作人員需要注意的是熱電阻必須保證測溫點的典型性和代表性，在安裝熱電阻時，可以在熱電阻外部設置保護套管，這樣也方便日后對熱電阻展開保養和維修。如果被測環境的溫度比較高，還需要在熱電阻外部選用特殊耐高溫電纜進行接線，避免導線絕緣損壞，影響測量。

在安裝熱電阻時，工作人員必須嚴格按照熱電阻的安裝要求進行安裝，要想實現熱電阻測溫端口和被測環境的熱交換，工作人員就必須合理的選擇熱電阻測溫的安裝位置，熱電阻不可以安裝在以下位置：一是閥門，二是彎頭，三是管道焊口處，四是死角。如果熱電阻被安裝在以上幾個位置，熱電阻就無法與被測環境實現有效熱交換或影響系統強度，熱電阻不能準確反應被測介質的實際溫度。對于外部有保護套的熱電阻，為了降低外部因素對熱電阻測溫精準度的影響，熱電阻的插入深度必須符合要求。

結語：

如今，工業測溫熱電阻比較常見的接線方式有二線制，三線制和四線制，不同的接線方式熱電阻測溫特點不同，熱電阻測溫系統組成原理也會有所不同。但是，相比而言，四線制熱電阻測溫的精準度最高，四線制接線方式也是比較常用的接線方式，適用性非常強。二線制接線方式適用于對于熱電阻測溫精準度不高的環境下，但是二線制的接線方式比較簡單。三線制熱電阻測量系統從精度方面則介于二線制和四線制之間。熱電阻測溫主要應用于工業生產中，熱電阻測溫設備安裝在生產現場，但是需要和控制室保持一定的距離，為降低外部因素：信號傳輸距離、環境溫度變化等對熱電阻測溫精準度的影響。熱電阻必須根據測溫度環境條件選用相應測溫材料的熱電阻，這樣才能保證測溫度系統的穩定性和精度，充分體現測溫材料的性能?？偠灾?，電阻測溫的原理實際上就是熱電阻的測溫元件的電阻值會隨著溫度的升高而升高，對應于一確定的函數關系，最終測量出溫度數值。同時，在應用中熱電阻測溫設備對安裝方法有較高的要求，安裝人員必須結合實際情況合理選擇熱電阻設備安裝位置和方法。