PT100热电阻

PT100热电阻分度表

什么是PT100热电阻

PT100热电阻（ThermalResistor）中的PT是指“铂”，100是指它的特性在0摄氏度时正好是100欧姆，所以通常称它为PT100热电阻或铂电阻，它是中低温区zui常用的一种温度检测仪器。热电阻测温是基于铂电阻导体的电阻值随温度的增加而成正比增加这一特性来进行温度测量的，当阻值变化时，二次仪表如数显表，记录仪等便显示出电阻值所对应的温度值。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度zui高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。

PT100的阻值与温度变化关系为：当温度为0℃时PT100电阻体的阻值为100欧姆，在100℃时它的阻值约为138.5欧姆。热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示，即

Rt=Rt0[1+α(t-t0)]　式中，Rt为温度t时的阻值；Rt0为温度t0（通常t0=0℃）时对应电阻值；α为温度系数。PT100热电阻一般适用于-200~600℃范围内的温度测量，其特点是测量准确、稳定性好、性能可靠，在工程控制中的应用极其广泛。其实从电阻随温度的变化来看，大部分金属导体都有这个性质，但并不是都能用作测温热电阻，作为热电阻的金属材料一般要求：尽可能大而且稳定的温度系数、电阻率要大（在同样灵敏度下减小传感器的尺寸）、在使用的温度范围内具有稳定的化学物理性能、材料的复制性好、电阻值随温度变化要有间值函数关系（zui好呈线性关系）。

PT100热电阻通常和绍兴中仪生产的显示控制仪、无纸记录仪及电子计算机等配套使用。直接测量各种生产过程中的-199℃～600℃范围内液体，蒸汽和气体介质以及固体表面温度。

PT100的优势

PT100热电阻的受热部分（感温元件）是用细金属丝均匀地双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。它是由感温元件（电阻体）、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，它的外径一般为φ3~φ20mm，通常φ8mm。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，适用于测量液体和其他机件的端面温度。防爆PT100热电阻通过特殊结构的接线盒，把其外壳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，生产现场不会引超爆炸。PT100热电阻可用于Bla~B3c级区内具有爆炸危险场所的温度测量。

热电阻种类

1、普通型热电阻

从热电阻的测温原理可知，被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的，因此，热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。为消除引线电阻的影响同般采用三线制或四线制。

2、铠装热电阻

铠装热电阻是由感温元件（电阻体）、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，它的外径一般为φ2--φ8mm，zui小可达φmm。与普通型热电阻相比，它有下列优点：

①体积小，内部无空气隙，热惯性上，测量滞后小；

②机械性能好、耐振，抗冲击；

③能弯曲，便于安装

④使用寿命长。

3、端面热电阻

端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制，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，适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。

4、隔爆型热电阻

隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒，把其外壳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。隔爆型热电阻可用于Bla--B3c级区内具有爆炸危险场所的温度测量。

测温技术

PT100热电阻与普通型热电阻相比，它有下列优点：

·热响应时间短，减小动态误差；
·直径小，长度不受限制（三线制电阻受线长影响小）；
·测量精度高，绍兴中仪的PT100热电阻均采用德国进口A级电阻，性能可靠稳定；
·统一设计产品，接口尺寸通用，互换性好；
·采用装配式结构，零件分解性好，维修方便；更换易损件成本低；
·体积小，内部无空气隙，热惯性上，测量滞后小；
·机械性能好、耐振，抗冲击；
·铠装式能弯曲，便于安装；
·使用寿命长。

绝缘电阻装配铂热电阻的常温绝缘电阻应不小于100MΩ，常温绝缘电阻的试验电压为10~100V DC。自热影响：铂电阻允许通过的zui大电流为5mA，由此产生的温升不大于0.3℃。热响应时间：在温度出现阶跃变化时，热电阻的输出变化至相当于该阶跃变化的50%，所需要的时间，称为热响应时间，用τ0.5表示。热电阻时间常数热惰性级别时间常数（秒）热惰性级别时间常数（秒）Ⅰ90－180Ⅲ10－30Ⅱ30－90Ⅳ10。
热电阻的公称压力：一般是指在工作温度下保护管所能承受的静态外压而不破裂。热电阻zui小插入深度：应不小于其保护套管外径的8－10倍。绝缘电阻：当周围空气温度为15－35℃，相对湿度<80%时，绝缘电阻20兆欧（电压100V）。具有防溅式接线盒的绝缘电阻应2兆欧（电压100V）热电阻感温元件在0℃ 时电阻值（R0）及其与在100℃时的电阻值（R100）比值：比值=R100/R分度号为Pt10、Pt100时；R100/R0=1.3850±0.001分度号为Cu50、Cu100时；R100/R0=1.3850±0.002

备注：

Pt100热电阻精度等级：
A级PT100：±(0.15+0.002|t|)
B级PT100：±(0.30+0.005|t|)
注：|t|为实测温度的绝对值。

产品执行标准：IEC751、JB/T8623-1997、JB/T8622-1997。

接线与安装

接线方式

1、二线制：在PT100热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二线制：这种引线方法很简单，但由于连接导线必然存在引线电阻r，r大小与导线的材质和长度的因素有关，因此这种引线方式只适用于测量精度要求较低的场合。

2、三线制：在PT100热电阻的根部的一端连接一根引线，另一端连接两根引线的方式称为三线制，这种方式通常与电桥配套使用，可以较好的消除引线电阻的影响，是工业过程控制中的zui常用的方式，采用三线制PT100热电阻是为了消除连接导线电阻引起的测量误差。这是因为测量热电阻的电路一般是不平衡电桥。热电阻作为电桥的一个桥臂电阻，其连接导线也成为桥臂电阻的一部分，这一部分电阻是未知的且随环境温度变化，造成测量误差。采用三线制，将导线一根接到电桥的电源端，其余两根分别接到热电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上，这样消除了导线线路电阻带来的测量误差，绍兴中仪的PT100热电阻常规都采用这种三线制的形式。

3、四线制：在PT100热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制，其中两根引线为热电阻提供恒定电流I，把R转换成电压信号U，再通过另两根引线把U引至二次仪表。可见这种引线方式可完全消除引线的电阻影响，主要用于高精度的温度检测。

安装要求

对PT100热电阻的安装，应注意有利于测温准确，安全可靠及维修方便，而且不影响设备运行和生产操作。要满足以上要求，在选择对热电阻的安装部位和插入深度时要注意以下几点：

1、为了使热电阻的测量端与被测介质之间有充分的热交换，应合理选择测点位置，尽量避免在阀门，弯头及管道和设备的死角附近装设热电阻。

2、带有保护套管的热电阻有传热和散热损失，为了减少测量误差，热电阻应该有足够的插入深度：

1）对于测量管道中心流体温度的热电阻，一般都应将其测量端插入到管道中心处(垂直安装或倾斜安装)。比如被测流体的管道直径是200毫米，那热电阻插入深度应选择100毫米左右；

2）对于高温高压和高速流体的温度测量(如主蒸汽温度)，为了减小保护套对流体的阻力和防止保护套在流体作用下发生断裂，可采取保护管浅插方式或采用热套式热电阻。浅插式的热电阻保护套管，其插入主蒸汽管道的深度应不小于75mm；热套式热电阻的标准插入深度为100mm。

3）假如需要测量是烟道内烟气的温度，尽管烟道直径为4m，热电阻插入深度1m即可。

4）当测量原件插入深度超过1m时，应尽可能垂直安装或加装支撑架和保护套管。

3、热电阻应尽量垂直装在水平或垂直管道上，安装时应有保护套管，以方便检修和更换。

4、测量管道内温度时，元件长度应在管道中心线上(即保护管插入深度应为管径的一半)。

5、高温区使用耐高温电缆或耐高温补偿线。

提高工业电阻测温准确性和稳定性的传统手段都在元件纯度、封装技术、制作流程上下功夫；则从计算方法上给出了新思路，为精密铂电阻和工业铂电阻在温度量值传递和溯源体系的完善奠定了基础，可广泛应用于工业PT100铂电阻的测温领域。

电阻丝直径材料

常温绝缘电阻

PT100热电阻在环境温度为15～35°C，相对湿度不大于80%，试验电压为10～100V（直流）电极与外套管之间的绝缘电阻>100MΩ。

测量端结构形式

PT100热电阻测量端结构形式图