常见几类接线方式的热电阻测温特点分析

卢玉成

【摘要】测温热电阻接线方式常见的有：二线制、三线制、四线制，以上几种热电阻的测温特点也会各有不同。二线制和三线制热电阻测温的方式是电桥测量法，最终测定温度数值和电阻值之间的关系。四线制热电阻则通常应用恒流源测定电阻值对应的温即可。但是，接触电阻、线路电阻会对热电阻测温结果的真实性和准确性有较大影响，三线制和四线制热电阻可以消除外部影响，更好的保证热电阻测温结果的准确性。

【关键词】接线方式；热电阻；测温特点

1、热电阻的特点和种类

热电阻在工业生产中是一种比较常见的温度检测设备，热电阻的特点有以下几个：一是测温度的精准度比较高，二是性能比较稳定。铂电阻属于热电阻中测温精准度较高的设备，广泛应用于工业中，也被制作成基准仪。热电阻的测温元件组成有以下几个：一是十字骨架，二是麻花骨架。常用工业热电阻有：铂热电阻和铜热电阻。热电阻测温的原理实际上就是热电阻的测温元件的电阻值会随着温度的升高而增大，热电阻阻值与温度对应于一定函数关系，电阻值这一电气量通过一系列电路转换得出相应温度数值。被测温度的变化会通过热电阻的阻值体现出来。在测量原理组成中，热电阻的接线方式会对温度测量的准确性有较大的影响。铠装热电阻是比较常见的测温设备，铠装热电阻由以下几个部分组成：一是感温元件，二是引出线，三是绝缘材料，四是不锈钢套管。常用接线方式的几类热电阻按其机械、结构方式、使用条件又可分为：一类是铠装热电阻，保护套管较小，相比于普通热电阻而言，铠装热电阻具有以下应用优点：一是体积非常小，内部无缝隙，测温响应速度快，二是机械性能非常好，抗冲击能力强，三是能够弯曲，安装操作方便，四是应用寿命比较长。二类是端面热电阻，材料是电阻丝，电阻丝可以贴合在被测物体的表面，能够在短时间内感应到被测环境的温度变化。此外，隔爆热电阻内部有特殊的接线盒，实现对存在爆炸危险场所温度的测量。

2、热电阻的测温原理

热电阻的温度会随着被测环境温度的升高而升高，但是并不是所有金属材料都可以作为测温材料，热电阻对于测温材料有较高的要求，常用热电阻的核心组成材料铂和铜，在一定温度范围内具有较理想的温度一电阻线性特性，这样才能保证温度系数的稳定性，保证测温的性能。所以如今，应用比较多的热电阻测温材料：一是铂，二是铜。铂主要适用于以下环境：一是中性介质，二是氧化性介质，铂的稳定性比较强。铜在测温时就体现出较好的线性特性，主要应用于无腐蚀性的介质中，如果被测环境的温度超过150℃，铜就很容易被氧化。热电阻的测温原理实际上就是把温度转化为电阻值，热电阻会把一定温度对对应的电阻信号传输到计算机或二次仪表上。工业热电阻主要安装在生产现场，与控制室二次仪表或计算机系统存在一定的距离，这就对热电阻接线方式提出了较高的要求。四线制接线方式测量结果精度很高，广泛应用于对测温精度要求较高的场所。

3、热电阻的常见接线方式

工业测量用热电阻比较常見的接线方式有以下几种：一是二线制，二是三线制，三是四线制。其中，二线制接线方式实际上就是在热电阻的两侧分别连接一根导线，用来传输热电阻的信号。二线制接线方式比较简单，但是热电阻测温的准确性受到导线材料与长度及环境温度变化的影响较大。二线制接线方式只能应用于对热电阻测温精准度要求不高的场所。三线制接线方式就是在热电阻其中一端接入一根导线，在另一端接入两根导线。三线制接线方式需要和电桥配合使用，这样可以降低线路电阻及环境温度变化等外部因素对于热电阻测温精准度的影响，也是比较常用的热电阻接线方式。四线制接线方式是在热电阻的兩端各接入两根导线，四线制接线方式在这三种接线方式的测量系统中的测温精准度是最高的。热电阻测温系统由以下几个部分组成：一是热电阻，二是连接导线，三是显示仪表。在热电阻测温系统内部，热电阻必须和显示仪表的输入信号型号保持一致（设置成一致）。在安装热电阻时工作人员需要注意的是热电阻必须保证测温点的典型性和代表性，在安装热电阻时，可以在热电阻外部设置保护套管，这样也方便日后对热电阻展开保养和维修。如果被测环境的温度比较高，还需要在热电阻外部选用特殊耐高温电缆进行接线，避免导线绝缘损坏，影响测量。

在安装热电阻时，工作人员必须严格按照热电阻的安装要求进行安装，要想实现热电阻测温端口和被测环境的热交换，工作人员就必须合理的选择热电阻测温的安装位置，热电阻不可以安装在以下位置：一是阀门，二是弯头，三是管道焊口处，四是死角。如果热电阻被安装在以上几个位置，热电阻就无法与被测环境实现有效热交换或影响系统强度，热电阻不能准确反应被测介质的实际温度。对于外部有保护套的热电阻，为了降低外部因素对热电阻测温精准度的影响，热电阻的插入深度必须符合要求。

结语：

如今，工业测温热电阻比较常见的接线方式有二线制，三线制和四线制，不同的接线方式热电阻测温特点不同，热电阻测温系统组成原理也会有所不同。但是，相比而言，四线制热电阻测温的精准度最高，四线制接线方式也是比较常用的接线方式，适用性非常强。二线制接线方式适用于对于热电阻测温精准度不高的环境下，但是二线制的接线方式比较简单。三线制热电阻测量系统从精度方面则介于二线制和四线制之间。热电阻测温主要应用于工业生产中，热电阻测温设备安装在生产现场，但是需要和控制室保持一定的距离，为降低外部因素：信号传输距离、环境温度变化等对热电阻测温精准度的影响。热电阻必须根据测温度环境条件选用相应测温材料的热电阻，这样才能保证测温度系统的稳定性和精度，充分体现测温材料的性能。总而言之，电阻测温的原理实际上就是热电阻的测温元件的电阻值会随着温度的升高而升高，对应于一确定的函数关系，最终测量出温度数值。同时，在应用中热电阻测温设备对安装方法有较高的要求，安装人员必须结合实际情况合理选择热电阻设备安装位置和方法。