熱電阻是一種基于電阻值隨溫度變化而變化的特性來(lái)測(cè)量溫度的傳感器

       熱電阻（thermal resistor，又稱RTD，Resistance Temperature Detector）是一種基于電阻值隨溫度變化而變化的特性來(lái)測(cè)量溫度的傳感器，在中低溫區(qū)（一般為-200℃~800℃）是最常用的溫度檢測(cè)器之一，具有測(cè)量精度高、性能穩(wěn)定、靈敏度高、熱響應(yīng)時(shí)間快、質(zhì)量穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)、價(jià)格低、化學(xué)穩(wěn)定性好、能耐高溫、互換性和精確性高等特點(diǎn)。以下從工作原理、類型、接線方式、應(yīng)用場(chǎng)景、常見(jiàn)故障及處理方法幾個(gè)方面進(jìn)行介紹：

工作原理

       熱電阻的工作原理基于導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化的特性。當(dāng)熱電阻受到熱源的影響時(shí)，其電阻值會(huì)增加，這種現(xiàn)象稱為正溫度系數(shù)（PTC）；相反，當(dāng)熱電阻受到冷源的影響時(shí)，其電阻值會(huì)減小，這種情況被稱為負(fù)溫度系數(shù)（NTC）。通過(guò)測(cè)量熱電阻兩端的電壓降，可以計(jì)算出其電阻值，進(jìn)而得到溫度讀數(shù)。熱電阻通常由純金屬材料制成，如鉑、銅、鎳、錳和銠等，這些材料能夠響應(yīng)溫度變化并產(chǎn)生相應(yīng)的電阻值變化。為了將電阻值轉(zhuǎn)換為溫度值，需要使用電子電路（如電橋）來(lái)測(cè)量電壓降，并通過(guò)算法轉(zhuǎn)換得到溫度信息。

類型

       普通型熱電阻：通常由感溫元件、安裝固定裝置和接線盒等主要部件組成，具有測(cè)量準(zhǔn)確度高、性能穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)際運(yùn)用中以Pt100鉑熱電阻運(yùn)用最為廣泛。被測(cè)溫度的變化直接由熱電阻阻值的變化來(lái)測(cè)量，因此電阻體的引出線等各種導(dǎo)線電阻的變化將對(duì)溫度測(cè)量產(chǎn)生影響。

       鎧裝熱電阻：由感溫元件（電阻體）、引線、絕緣材料、不銹鋼套管組合而成的堅(jiān)實(shí)體，外徑一般為φ2~φ8mm，最小可達(dá)φmm。與普通型熱電阻相比，它體積小，內(nèi)部無(wú)空氣隙，熱慣性小，測(cè)量滯后??；機(jī)械性能好、耐振，抗沖擊；能彎曲，便于安裝；使用壽命長(zhǎng)。

       端面熱電阻：感溫元件由特殊處理的電阻絲材繞制，緊貼在溫度計(jì)端面。它與一般軸向熱電阻相比，能更正確和快速地反映被測(cè)端面的實(shí)際溫度，適用于測(cè)量軸瓦和其他機(jī)件的端面溫度。

       隔爆型熱電阻：通過(guò)特殊結(jié)構(gòu)的接線盒，把其外殼內(nèi)部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影響而發(fā)生的爆炸局限在接線盒內(nèi)，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)不會(huì)引起爆炸。隔爆型熱電阻可用于Bla~B3c級(jí)區(qū)內(nèi)具有爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的溫度測(cè)量。

       防腐熱電阻：采用PTFE防腐材質(zhì)，作為整體保護(hù)套或兩節(jié)式套管，也可以直接在保護(hù)管上作該材質(zhì)的防腐處理，分噴涂、燒結(jié)和套管密封三種形式。

接線方式

       二線制：熱電阻兩端各連接一根導(dǎo)線引出電阻信號(hào)。測(cè)量時(shí)，電流通過(guò)導(dǎo)線和熱電阻，根據(jù)歐姆定律，測(cè)量回路電流和熱電阻兩端電壓得出電阻值，進(jìn)而得到溫度值。只適用于測(cè)量準(zhǔn)確度較低的場(chǎng)合，在一些對(duì)溫度測(cè)量精度要求不高的化工輔助系統(tǒng)中，如化工倉(cāng)庫(kù)的溫度監(jiān)測(cè)，環(huán)境溫度變化范圍小且對(duì)溫度控制精度要求不高，二線制熱電阻可滿足基本監(jiān)測(cè)需求，具有成本低、布線簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。

       三線制：熱電阻根部一端連一根引線，另一端連兩根引線。通常與電橋配套使用，將一根導(dǎo)線接到電橋電源端，其余兩根分別接到熱電阻所在橋臂及相鄰橋臂上，使兩橋臂引入相同引線電阻，電橋平衡時(shí)，引線電阻變化不影響測(cè)量結(jié)果，可較好消除引線電阻影響，廣泛應(yīng)用于工業(yè)過(guò)程控制。例如，化工生產(chǎn)中的反應(yīng)釜溫度控制是常見(jiàn)應(yīng)用場(chǎng)景，如合成氨反應(yīng)釜溫度需控制在400~500℃，三線制熱電阻可準(zhǔn)確測(cè)量并傳輸溫度信號(hào)，配合控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)溫度控制，保證反應(yīng)正常進(jìn)行，且布線相對(duì)簡(jiǎn)單、成本適中。

       四線制：在熱電阻根部?jī)啥烁鬟B接兩根導(dǎo)線，其中兩根引線為熱電阻提供恒定電流，將電阻轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，再通過(guò)另兩根引線把電壓引至二次儀表。主要用于高準(zhǔn)確度的溫度檢測(cè)，例如大型LNG儲(chǔ)罐內(nèi)部測(cè)溫用平均溫度（四線制）能夠精準(zhǔn)反應(yīng)罐內(nèi)LNG的溫差變化情況，實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)信息。

應(yīng)用場(chǎng)景

       熱電阻可直接測(cè)量各種生產(chǎn)過(guò)程中的液體、氣體和固體表面溫度，從零下20攝氏度到420余攝氏度均可應(yīng)用，不僅用于工業(yè)溫度測(cè)量，還可制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)溫度計(jì)。

常見(jiàn)故障及處理方法

外觀檢查：看是否有明顯的機(jī)械損傷、氧化、腐蝕等情況。同時(shí)，檢查連接線是否牢固，線芯是否裸露，固定螺絲是否緊固。如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理。

電阻值測(cè)量：斷開(kāi)熱電阻的電源，然后將導(dǎo)線連接到熱電阻的接線端子上，使用萬(wàn)用表測(cè)量熱電阻的電阻值。一般情況下，熱電阻的阻值會(huì)隨著溫度的變化而變化。因此，需要根據(jù)熱電阻的類型和規(guī)格，查找相應(yīng)的溫度-電阻曲線，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果計(jì)算出熱電阻的實(shí)際溫度。如果測(cè)量結(jié)果與實(shí)際溫度相差較大，則說(shuō)明熱電阻可能存在問(wèn)題，需要進(jìn)行進(jìn)一步檢查。

絕緣電阻測(cè)量：斷開(kāi)熱電阻的電源，然后將導(dǎo)線連接到熱電阻的接線端子上，使用兆歐表測(cè)量熱電阻的絕緣電阻。一般情況下，絕緣電阻應(yīng)該大于100MΩ。如果絕緣電阻值較低，則說(shuō)明熱電阻可能存在漏電或短路等問(wèn)題。

動(dòng)作試驗(yàn)：將熱電阻接入電源中，并使用導(dǎo)線連接到測(cè)試儀表上。如果需要測(cè)量溫度變化，可以在恒溫槽中加入適量的水，然后將熱電阻放入其中，觀察測(cè)試儀表的指示值是否與實(shí)際溫度相符。同時(shí)，檢查熱電阻的輸出信號(hào)是否穩(wěn)定，是否有波動(dòng)或噪聲等問(wèn)題。如果測(cè)試結(jié)果異常，則說(shuō)明熱電阻可能存在問(wèn)題，需要進(jìn)行進(jìn)一步檢查。