熱電阻的工作原理及故障分析
一、熱電阻
1.熱電阻的雙線制原理。
在熱電阻兩端連接一根導(dǎo)線引出電阻信號的方式稱為雙線制。這種引線方法非常簡單，但由于連接線的引線電阻R與導(dǎo)線的材質(zhì)和長度有關(guān)，因此只適用于測量精度較低的場合。
假設(shè)場可變電阻RTD連接到電橋的一條腿，另外三條腿連接有電阻R，因此在檢流計中流動的電流將隨著熱電阻/的電阻的變化而變化。
2.熱電阻的三線制原理。
熱電阻根的一端連接一根導(dǎo)線，另一端連接兩根導(dǎo)線的方法稱為三線制。一般情況下，熱電阻采用三線制。三線制用于消除由連接線電阻引起的測量誤差。這是因?yàn)闇y量電路熱電阻通常是一個不平衡電橋。熱電阻是電橋的橋臂電阻，其連接線(從熱電阻到中控室)也成為橋臂電阻的一部分，未知且隨環(huán)境溫度變化，導(dǎo)致測量誤差。采用三線制。一根導(dǎo)線連接到電橋的電源端，另外兩根導(dǎo)線分別連接到熱電阻所在的橋臂和相鄰的橋臂，消除了由導(dǎo)線電路電阻引起的測量誤差。
因此，當(dāng)實(shí)際測量熱電阻的溫度時，會考慮導(dǎo)線的電阻，從而對實(shí)際結(jié)果造成誤差。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，三線制熱電阻比兩線制更準(zhǔn)確，應(yīng)用更廣泛。
二、熱電阻和熱電偶的區(qū)別
1.熱電阻以及熱電偶的工作原理。
熱電偶的工作原理是基于塞貝克效應(yīng)，即兩個具有不同熱點(diǎn)特性的導(dǎo)體連接成回路的物理現(xiàn)象，如果兩個連接端的溫度不同，回路中就會產(chǎn)生熱電勢。它由兩根不同的導(dǎo)線(熱電極)組成，導(dǎo)線的一端相互焊接形成熱電偶的測量端(也稱為工作端)。將其插入待測溫度的介質(zhì)中；而熱電偶的另一端(參考端或自由端)與顯示儀表連接。如果熱電偶的測量端和參考端之間存在溫差，顯示儀表將指示熱電偶產(chǎn)生的熱電動勢。
熱電阻利用金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的特性來測量溫度，將熱電阻的被加熱部分(感溫元件)均勻地纏繞在絕緣材料制成的骨架上或通過激光濺射工藝形成在基板上。當(dāng)被測介質(zhì)具有溫度梯度時，被測溫度是溫度傳感元件所在范圍內(nèi)介質(zhì)層的平均溫度。
2.如何選擇熱電偶和熱電阻
根據(jù)測溫范圍，500℃以上一般選用熱電偶，熱電阻500℃以下一般選用。
根據(jù)測量精度，選擇熱電阻精度較高，選擇熱電偶精度較低。
根據(jù)測量范圍選擇:熱電偶測得的溫度一般指“點(diǎn)”，而熱電阻測得的溫度一般指空間平均溫度。
三、故障分析
1.當(dāng)二次儀表或控制系統(tǒng)顯示的熱電阻的溫度為零，但現(xiàn)場用萬用表測量a和c之間或b和c之間的電阻值時，發(fā)現(xiàn)電阻值與實(shí)際值一致。這時候我們先在工程師站調(diào)出這一點(diǎn)的詳細(xì)情況，找出與熱電阻連接的模塊的位置，再看這個模塊的接線。如果一切正常，那就是電纜問題。
2.當(dāng)二次儀表或控制系統(tǒng)顯示的熱電阻溫度波動劇烈時，通常是接觸不良引起的。這是因?yàn)闇囟仁且粋€緩慢變化的量，屬于慣性。尤其是熱容量大的被測對象。(比如檢測粉倉溫度時，溫度基本不劇烈波動。在這種情況下，我們應(yīng)該去現(xiàn)場檢查熱電阻的每個端子的端子連接是否松動，或者連接線是否斷裂或連接。
3.當(dāng)二次儀表或控制系統(tǒng)顯示的溫度低于實(shí)際溫度時，可能是線路短路或三線制電阻增大。
4.當(dāng)二次儀表或控制系統(tǒng)顯示的溫度高于實(shí)際溫度時，可能是由于接線端子接觸不良或連接松動，導(dǎo)致電阻增大。此時，檢查并緊固電阻條接線盒中的端子和每個中間接線盒中的相應(yīng)端子。此外，這可能是由于端子和導(dǎo)線之間的氧化層導(dǎo)致電阻增加造成的。在這種情況下，可以使用砂紙或其他工具來去除氧化層。當(dāng)溫度值顯示無窮大時，故障通常是由開路引起的。
