热电阻温度计在使用中影响精度的事项

摘要:热电阻温度计在现代工业生产中被大量使用,在使用过程中如果方法不正确或有的事项没有注意到,都会给测量温度带来误差,影响产品的质量。本文论述了一些影响热电阻温度计精度的一些因素及解决方法供大家参考。
　　热电阻温度计在现代工业生产中被大量使用,尽管电阻温度计是一种精度很高测温误差很小的温度计,然而，如果使用不当,将会引起很大的测量误差,所以使用时应该注意以下几个方面的问题。
1应力与振动
　　大量实践表明，绕线型热电阻受到振动冲击或其他形式的加速时,会导致绕在骨架上的感温元件变形弯曲而产生应力,从而改变其温度-电阻特性。通常对用于0℃以上的热电阻所产生的应力,将使其阻值增加.w值减小。对用于0℃以下的热电阻所产生的应力,将使其w值增加.
2氧化的影响
　　热电阻如果多次长时间的在高温中使用,将会引起铂丝的氧化现象。如果在450℃使其快速冷却,便能减少其氧化效应。尽管铂丝存在着上述氧化效应,但是,只要铂电阻温度计的Rt与R0对应于同一氧化状态,运用w(t)表示其热电特性时,也不会对正确测温造成很大的影响。当铂丝温度保持在600℃~650℃范围时,其表面的氧化膜会迅速分解。
3磁阻效应
　　由电阻温度计的测温原理可知,其导电机理与感温元件内电子运动状态有关。当感温元件周围存在磁场时,必将改变其内部电子的运动状态,引起阻值的变化，因此使用时必须远离磁场。
4自热的影响
　　一般情况下，对热电阻温度计的工作电流都有规定,但是在实际测温中,有时会提高工作电流来增加热电阻的灵敏度。这时,就应该计算出热电阻的自热误差对测量结果产生的影响。对于工业铂热电阻引起的自热,可用下式计算:
△t=kI²R
 
5压力影响
　　用电阻温度计测量高压容器中的温度时,会引起一定的附加误差。这是由于大多数金属在高压下,原子在其晶格中的正常位置振动时的振幅将减小，因而会增大电子的自由程,造成原子发散的横截面减小，从而导致电阻值减小，指示的温度偏低。对此,可用下述经验公式估算:
△t=(1.65×10^-5T+0.5×10^-8T²)p
　　式中T=t+273.15(K),t为温度计指示的温度;p为容器压力(MPa)。运用上式可以估算出,当t为500℃,p为20MPa时,△t为0.30℃;若t仍为500℃,p为40MPa时,则△t为0.60℃.由此可见,在高温情况下用电阻温度计作为精度高测量时,必须考虑由压力产生的误差。
6实际电阻值与Ro偏离的影响
　　在制造热电阻的过程中,由于受工艺和环境的影响,每个生产出来的热电阻在0℃时的实际电阻值R0,与分度表规定的标称值之间存在一定的差值△R0。在热电阻制造成后,这种误差就基本已经固定,是系统误差。经检定后可以采用修正或补偿的方法加以消除或减小。有的热电阻虽然能满足标称电阻值Ro的要求,但因材质、制造工艺和热电阻的结构不同,使得同一分度号的热电阻.的电阻值,与分度表上的电阻值偏离,因而存在误差,在不同的温度区间有不同的误差值,在通常情况下难以消除,在这种情况下可以通过单支分度和校验的方法减少误差。
7热电势的影响
　　工业热电阻的感温元件必须经过内引线和外引线才能与测量仪表连接。如图1所示,在感温元件与内引线以及外引线之间形成了a、b、c、d、e、f六个热接点。e、f两个热接点由于靠近热电阻且处于同一位置,所以两点的温度近似相同，不会产生较大的热电势。对工业铂热电阻,如果四条内引线也采用铂丝,就可以从结构上消除e、f热接点,但造价较高。如果工业热电阻与电测仪表连接的内外引线均为铜线,就消除a、b、c、d四个热接点。即使有较大的温差,也不会产生较大的热电势。但铜引线易氧化，尤其在高于200℃的环境温度下要有防止氧化的措施。
 
8迟滞的影响
　　工业热电阻插入介质中后,均需经一定时间才能与被测介质达到热平衡。迟滞时间的长短与工业热电阻本身性质和被测介质的性质有关,由于工业热电阻比热电偶直径大，迟滞时间也比热电偶长,所以使用时一定要给予充分的时间进行热交换,当工业热电阻与被测介质达到热平衡后,方可进行测量,否则会引入误差。尤其在动态测量时要注意这方面的影响。
9绝缘不良的影响
　　工业热电阻的生产工艺已经从骨架内引线保护管等方面考虑了绝缘的问题,但是使用过程中如果外引线绝缘不良同样会带来测量误差,尤其是工业热电阻的外引线较长,有的在室外或以电缆的形式埋在地下,一旦破损和受潮,同样会造成绝缘不良,产生测量误差。所以安装时必须要密封做足，以防止受潮。
10引线电阻的影响
　　对于工业热电阻的引线,一般采用二线制和三线制。为消除引线电阻影响，可在测量电阻时，通过电流换向开关,改变引线和感温元件接头的热电动势方向,以消除附加热电动势。
　　为减少引出线对测温的影响,工业铂电阻引出线的电阻值应小于感温元件在0℃时名义电阻R0的千分之一。工业铜热电阻引线电阻值应小于R0的千分之二。通常,铂热电阻引线采用纯度为99.9%以上的银丝。当引出线温度发生变化时,引起的误差△t可用下式计算:
 
11连接导线的影响
　　工业热电阻是通过测量电阻变化来确定温度的,但在测量回路中有许多接线端子,如果接触不好，这些接触电阻将直接产生误差。以100Ω工业热电阻为例,如有0.04Ω的接触电阻将产生0.1%的误差。所以工业热电阻的接线端子,，通常镀镍和铬,并且接线端要充分夹紧。
　　本文对热电阻温度计在使用过程中,影响其精度的事项以及解决方法进行了探讨，以供参考希望引起注意。