热电阻：热电阻的工作原理及故障分析

热电阻的工作原理及故障分析

一、热电阻

1.热电阻的双线制原理。

在热电阻两端连接一根导线引出电阻信号的方式称为双线制。这种引线方法非常简单，但由于连接线的引线电阻R与导线的材质和长度有关，因此只适用于测量精度较低的场合。

假设场可变电阻RTD连接到电桥的一条腿，另外三条腿连接有电阻R，因此在检流计中流动的电流将随着热电阻/的电阻的变化而变化。

2.热电阻的三线制原理。

热电阻根的一端连接一根导线，另一端连接两根导线的方法称为三线制。一般情况下，热电阻采用三线制。三线制用于消除由连接线电阻引起的测量偏差。这是因为测量电路热电阻通常是一个不平衡电桥。热电阻是电桥的桥臂电阻，其连接线(从热电阻到中控室)也成为桥臂电阻的一部分，未知且随环境温度变化，造成测量偏差。采用三线制。一根导线连接到电桥的电源端，另外两根导线分别连接到热电阻所在的桥臂和相邻的桥臂，消除了由导线电路电阻引起的测量偏差。

因此，当实际测量热电阻的温度时，会考虑导线的电阻，从而对实际结果造成偏差。因此，在实际应用中，三线制热电阻比两线制更准确，应用更广泛。

二、热电阻和热电偶的区别

1.热电阻以及热电偶的工作原理。

热电偶的工作原理是基于塞贝克效应，即两个具有不同热点特性的导体连接成回路的物理现象，如果两个连接端的温度不同，回路中就会产生热电势。它由两根不同的导线(热电极)组成，导线的一端相互焊接形成热电偶的测量端(也称为工作端)。将其插入待测温度的介质中；而热电偶的另一端(参考端或自由端)与显示仪表连接。如果热电偶的测量端和参考端之间存在温差，显示仪表将指示热电偶产生的热电动势。

热电阻利用金属导体或半导体的电阻随温度变化的特性来测量温度，将热电阻的被加热部分(感温元件)均匀地缠绕在绝缘材料制成的骨架上或通过激光溅射工艺形成在基板上。当被测介质具有温度梯度时，被测温度是温度传感元件所在范围内介质层的平均温度。

2.如何挑选热电偶和热电阻

根据测温范围，500℃以上一般选用热电偶，热电阻500℃以下一般选用。

根据测量精度，挑选热电阻精度较高，挑选热电偶精度较低。

根据测量范围挑选:热电偶测得的温度一般指“点”，而热电阻测得的温度一般指空间平均温度。

三、故障分析

1.当二次仪表或控制系统显示的热电阻的温度为零，但现场用万用表测量a和c之间或b和c之间的电阻值时，发现电阻值与实际值一致。这时候我们先在工程师站调出这一点的详细情况，找出与热电阻连接的模块的位置，再看这个模块的接线。如果一切正常，那就是电缆问题。

2.当二次仪表或控制系统显示的热电阻温度波动剧烈时，通常是接触不良引起的。这是因为温度是一个缓慢变化的量，属于惯性。尤其是热容量大的被测对象。(比如检测粉仓温度时，温度基本不剧烈波动。在这种情况下，我们应该去现场检验热电阻的每个端子的端子连接是否松动，或者连接线是否断裂或连接。

3.当二次仪表或控制系统显示的温度低于实际温度时，可能是线路短路或三线制电阻增大。

4.当二次仪表或控制系统显示的温度高于实际温度时，可能是由于接线端子接触不良或连接松动，造成电阻增大。此时，检验并紧固电阻条接线盒中的端子和每个中间接线盒中的相应端子。此外，这可能是由于端子和导线之间的氧化膜造成电阻增加造成的。在这种情况下，可以使用砂纸或其他工具来去除氧化膜。当温度值显示无穷大时，故障通常是由开路引起的。

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