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影响热电阻温度传感器测量的因素

众所周知,热电阻是把温度变化转换为电阻值变化的一次元件,通常需要把电阻信号通过引线传递到计算机控制装置或者其它一次仪表上。工业用热电阻安装在生产现场,与控制室之间存在一定的距离,因此热电阻的引线对测量结果会有较大的影响。

热电阻温度传感器是利用导体或半导体的电阻值随温度变化而变化的原理进行测温的一种传感器温度计。

热电阻温度传感器具有测量范围宽、精度高以及响应时间快等优点,所以得到广泛的使用。那么,我们对热电阻温度传感器就要有一个深入的理解。今天我们就来谈一谈影响热电阻温度传感器测量的四大因素:

1、热辐射

插入炉内用于测温的热电阻温度传感器,将被高温物体发出的热辐射加热。假定炉内气体是透明的,而且,热电阻与炉壁的温差较大时,将因能量交换而产生测温误差。一般情况下,为了减少热辐射误差,应增大热传导,并使炉壁温度尽可能接近热电阻的温度。另外,热电阻安装位置,应尽可能避开从固体发出的热辐射,使其不能辐射到热电阻表面;热电阻最好带有热辐射遮蔽套。

2、响应时间

接触法测温的基本原理是测温元件要与被测对象达到热平衡。因此,在测温时需要保持一定时间,才能使两者达到热平衡。而保持时间的长短,同测温元件的热响应时间有关。而热响应时间主要取决于传感器的结构及测量条件,差别极大。对于气体介质,尤其是静止气体,至少应保持30min以上才能达到平衡;对于液体而言,最快也要在5min以上。对于温度不断变化的被测场所,尤其是瞬间变化过程,全过程仅1秒钟,则要求传感器的响应时间在毫秒级。因此,普通的温度传感器不仅跟不上被测对象的温度变化速度出现滞后,而且也会因达不到热平衡而产生测量误差。最好选择响应快的传感器。对热电阻而言除保护管影响外,热电阻的测量端直径也是其主要因素,即阻丝越细,测量端直径越小,其热响应时间越短。 

3、插入深度

热电阻测温点的选择是最重要的。测温点的位置,对于生产工艺过程而言,一定要具有典型性、代表性,否则将失去测量与控制的意义。热电阻插入被测场所时,沿着传感器的长度方向将产生热流。当环境温度低时就会有热损失。致使热电阻温度传感器与被测对象的温度不一致而产生测温误差。总之,由热传导而引起的误差,与插入深度有关。而插入深度又与保护管材质有关。金属保护管因其导热性能好,其插入深度应该深一些,陶瓷材料绝热性能好,可插入浅一些。对于工程测温,其插入深度还与测量对象是静止或流动等状态有关,如流动的液体或高速气流温度的测量,将不受上述限制,插入深度可以浅一些,具体数值应由实验确定。

4、热阻抗增加

在高温下使用的热电阻温度传感器,如果被测介质为气态,那么保护管表面沉积的灰尘等将烧熔在表面上,使保护管的热阻抗增大;如果被测介质是熔体,在使用过程中将有炉渣沉积,不仅增加了热电阻的响应时间,而且还使指示温度偏低。因此,除了定期检定外,为了减少误差,经常抽检也是必要的。例如,进口铜熔炼炉,不仅安装有连续测温热电阻温度传感器,还配备消耗型热电阻测温装置,用于及时校准连续测温用热电阻的准确度。


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