热电阻传感器工作原理(「经验谈」热电阻工作原理结构特点常见故障处理方法)

1.热电阻工作原理

热电阻是中低温区常用的一种测温元件，利用物质在温度变化时本身电阻也随着发生变化的特性来测量温度的。热电阻的受热部分（感温元件）是用细金属丝均匀的缠绕在绝缘材料制成的骨架上，当被测介质中有温度梯度存在时，所测得的温度是感温元件所在范围内介质层中的平均温度。

2.热电阻的结构特点：

热电阻通常和显示仪表、记录仪表和电子调节器配套使用。它可以直接测量各种生产过程中从 -200℃ 至 + 600℃ 范围内的液体、蒸汽和气体介质及固体表面的温度。

（ 1 ） WZ 系列装配热电阻：通常由感温元件、安装固定装置和接线盒等主要部件组成，具有测量精度高，性能稳定可靠等优点。实际运用中以 Pt100 铂热电阻运用最为广泛。

（ 2 ） WZPK 系列铠装铂热电阻：铠装热电阻是由感温元件、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，它有下列优点：体形细长，热响应时间快，抗振动，使用寿命长等优点。

（ 3 ）隔爆型热电阻：隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒，把接线盒内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内，生产现场不会引起爆炸。

（ 4 ）端面热电阻：端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝缠绕制成，紧贴在温度计端面。它与一般轴向热电阻相比，能更正确和快速地反映被测端面的实际温度，适用于测量表面温度。

热电阻特点：

（1） 铂热电阻：铂在氧化性介质中，甚至在高温下，其物理、化学性质稳定，测量精度高，性能稳定。在0℃以上，其电阻与温度的关系接近于直线。但铂的电阻温度系数较小，在还原性介质中易被沾污变脆，改变其电阻温度特性。初始电阻R0=100欧

（2） 铜热电阻：在-50℃--+180℃的温度范围内铜电阻与温度的关系基本为线性。但电阻率较低，电阻体的体积较大，热惯性较大，在100℃以上时氧化显著。

3.热电阻常见故障及处理方法

（1） 显示仪表示值比实际值低或示值不稳定

可能原因是保护管内有水或接线盒有金属屑、灰尘等。

处理方法：倒出水或消除灰尘，并将潮湿部分进行干燥处理，提高绝缘性能，但不能用火烤。

（2） 显示值无穷大

热电阻或引出线断路及接线端子松开等 。

处理方法：更换电阻体，或焊接及柠紧接线螺丝等

（3） 阻值与温度关系有变化

铂电阻丝材料受腐蚀变质

处理方法：更换热电阻丝

（4） 仪表显示值为零或有负值

显示仪表与热电阻接线有错，或热电阻短路

处理方法：改正接线，或找出短路处，加强绝缘

（5） 热电阻断路

用万用电表检查断路部位，确定是连接导线还是热电阻断路，如连接导线断路应予修复或更换。

（6） 热电阻短路

如热电阻本身短路，应予更换。用万用表检查，确定短路部位，并修复或更换。

还有在安装完毕后对潮湿环境中的热电阻的盖子要周期的打开，并且要防止生锈，以免打不开无法维护。根据PT100的温度与阻值之间的关系我们应该有个大概的计算公式O度时对应100欧，每增加一欧姆大概增加2.4度（例如：110欧所测的温度大概是24度左右，以后用万用表测量时可以做判断比对是否是热电阻本身的问题）。

有的热电阻长期在高温环境中，用的铜导线连接时会有氧化层出现，影响测量值，用砂纸或钳子刮掉后重新接上可恢复。

4.西门子模块端接线和电阻体端接线

PT100热电阻随温度的不同其电阻值随之变化。如果有一恒定电流流经该热电阻，该热电阻上电压的下降随温度而变化。恒定电流加在接点Ic+ 和 Ic-上。模拟模块SM331在M+和M-测定电压的变化。通过测定电压就可以确定出温度。

四线制接法：

三线制接法：

端子排上的三线制接线：

5．铂电阻的修理及应注意的几个问题

（1）铂丝很细（Φ0.03~0.07mm），修理是要耐心、细心。修理时把铂丝从保护套管中轻轻抽出（当铂丝和陶罐内壁相碰时不能硬拉出来）。

（2）打开扎线后，先检查云母片是否损坏，再查铂丝引出与引出线连接处是否良好，如铂丝断路，可用电压6~8V的电弧焊焊好，如铂丝与银引出线连接处断开，可用电压10~14V的电弧焊焊好。焊好后予以检查是否符合标准并剪去多余部分，以免阻值变化造成测量准确性。

（3）电阻短路故障较少，容易处理，只要找出短路点，用耐热绝缘材料（云母片）加以衬垫绝缘，并用少许漆片胶固，即可修复。

（4） 如果要改变电阻体长度，只准改变引出线的长度，不允许改变电阻体部分长度。

（5）经修理恢复后的铂电阻，要经过检定合格后才可再使用。

6、热电阻的安装与注意事项

（1）在管道上安装时，热电阻的感温元件应与被测介质形成逆流，至少应与被测介质流束方向成90°角；同时，应将感温元件总长的1/2放置在最高流速的位置，铂电阻的护套管末端应越过流束中心线50~70mm。

（2）热电阻的插入深度，一般不得小于套管外径的8~10倍，一般不应小于300mm。如果插入深度不够，外露部分又空气流通，这样所测出的温度比实际温度低3~4度。

（3）为避免液体、灰尘渗入电阻的接线盒内，应将其接线盒盖朝上，出线孔螺栓朝下，尤其是在有雨水溅洒的场所应特别注意。