热电阻测温原理及常见故障分析

热电阻测温原理及常见故障分析

热电阻是中低温区最常用的一种测温元件。一般情况下，测量500℃以上的较高温度时用热电偶，但是热电偶对于500℃以下的中低温度区域，因其输出的热电势很小，对二次仪表的抗干扰措施要求很高，若采用热电偶通常难以实现精确测量，因此，在较低温区域，考虑到冷端温度的变化所引起的相对误差也非常突出，一般使用热电阻温度测量仪表较为合适，这是因为在中低温度区域热电阻具有测量准确度高，性能稳定的特点。热电阻在工业应用十分广泛，本文介绍了热电阻测温原理，并对热电阻常见故障进行分析。

1 测量原理

热电阻的测量原理基于导体或半导体材料的电阻与温度之间存在的函数关系。即当温度变化时导体或半导体的电阻也随之而变化，然后通过显示仪表显示出被测对象的温度数值。

热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最广泛的热电阻材料是铂和铜。铂电阻准确度高，适用于中性和氧化性介质，稳定性好，具有一定的非线性，温度越高电阻变化率越小；铜电阻在测温范围内电阻值和温度呈线性关系，适用于无腐蚀介质。此外，也采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。

热电阻按结构特点分普通型热电阻、铠装热电阻、隔爆型热电阻、端面热电阻四类。普通型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，具有测量准确度高，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。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，它具有热响应时间快，抗振动，能弯曲，便于安装，使用寿命长等优点。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。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。

热电阻一般由感温元件、保护管和接线盒三部分组成。目前热电阻测温系统的连接主要有二线制、三线制、四线制三种方式。二线制只适用于测量准确度较低的场合，三线制可以较好的消除引线电阻的影响，是工业过程控制中的最常用的连接方式，四线制主要用于高准确度的温度检测。

2 常见故障分析

热电阻测温系统一般由热电阻、连接导线和显示仪表等组成。下面根据外观连接和热电阻显示仪表指示值的反常现象两方面进行故障分析

（1）根据外观连接进行故障分析

热电阻的常见故障是热电阻的短路和断路。一般断路更常见，这是因为热电阻丝较细所致。断路和短路是很容易判断的，可用万用表的“×1Ω”档，如测得的阻值很小，则可能有短路的地方；若万用表指示为无穷大，则可断定电阻体已断路。电阻体短路一般较易处理，只要不影响电阻丝的长短和粗细，找到短路处并吹干，加强绝缘即可。电阻体的断路修理必然要改变电阻丝的长短而影响电阻值，为此更换新的电阻体为好。若采用焊接修理，焊后要检定合格后才能使用。

（2）根据热电阻测温系统在运行中电势值的反常现象进行故障分析

●当显示仪表指示值比实际值低或示值不稳时主要考虑：热电阻插深不够，没有顶到保护套管端部。处理方法是查明套管长度，选用合适长度的热电阻，安装时保证热电阻顶到套管端部；清理保护套管内的铁屑、灰尘。还要考虑保护套管内积水和热电阻测量回路短路或接地。处理方法是清理保护套管内的积水并将潮湿部分加以干燥处理；保护套管做好密封措施，防止再次进水；如外回路短路或接地，用万用表检查短路或接地部位并加以消除；如热电阻内部短路或接地，应更换热电阻。

●当显示仪表指示偏大时主要考虑：热电阻测量回路断路和热电阻接线端子虚接或接触不良。处理方法是如外回路断路，用万用表检查断路部位并加以消除；如热电阻内部断路，应更换热电阻；检查接线端子及导线，去除氧化部分；紧固接线端子。

●当显示仪表指示负值时主要考虑：热电阻测量回路接线错误和热电阻测量回路有干扰。处理方法是使用万用表检查热电阻回路，恢复正确接线顺序；检查热电阻测量回路应使用屏蔽电缆；检查热电阻测量回路，与动力电缆之间最小距离应符合规定；检查接地线应连接牢固可靠。

从以上分析可以了解热电阻的测量原理，并可根据实际工作情况判断故障原因和处理故障，这对我们检定工作顺利进行以及保证测量的准确可靠颇有益处。