溫度測量儀表的基本原理介紹

　　溫度是表征物體冷熱程度的參數，它不能象質量，長度那樣用直接比較的方法來獲得量值，我們只能用物質的與溫度有關的其它物理性質來測量它，如物體的體積，密度，粘度，硬度，電導率等。

　　1.1.1熱電阻溫度儀表

　　熱電阻溫度計的原理是利用導體或半導體的電阻隨溫度變化這一特性。熱電阻溫度計的主要優點有：測量精度高，復現性好;有較大的測量范圍，尤其是在低溫方面;易于使用在自動測量中，也便于遠距離測量。同樣，熱電阻也有缺陷，在高溫(大于850℃)測量中準確性不好;易于氧化和不耐腐蝕。

　　熱電阻與溫度的關系，可以用一個二次方程描述：

　　：電阻率，Ω·㎝t：溫度，℃

　　a，b，c：常量(由試驗確定)，單位分別為Ω·㎝，Ω·㎝·℃-1，Ω·㎝·℃-2

　　目前，用于熱電阻的材料主要有鉑、銅、鎳等，采用這些材料主要是它們在常用溫度段的溫度與電阻的比值是線性關系，我們這里主要介紹鉑電阻溫度計。

　　鉑是一種貴金屬，它的物理化學性能很穩定，尤其是耐氧化能力很強，它易于提純，有良好的工藝性，可以制成極細的鉑絲，與銅，鎳等金屬相比，有較高的電阻率，復現性高，是一種比較理想的熱電阻材料，缺點是電阻溫度系數較小，在還原介質中工作易變脆，價格也較貴。鉑的純度通常用百度電阻比來表示：

　　W(100)=R100/R0

　　R100：100℃時的電阻值R0：0℃時的電阻值

　　根據IEC標準，采用W(100)=1.3850初始電阻值為R0=100Ω(R0=10Ω)的鉑電阻為工業用標準鉑電阻，R0=10Ω的鉑電阻溫度計的阻絲較粗，主要應用于測量600℃以上的溫度。鉑電阻的電阻與溫度方程為一分段方程：

　　Rt=R0[1+At+Bt2+C(t-100℃)t3] t在-200～0℃

　　Rt=R0(1+At+Bt2) t在0～850℃

　　解此方程，則可根據電阻值知道溫度值，但實際工作中，我們可以查熱電阻分度表來根據電阻值確定溫度值。

　　根據標準規定，鉑熱電阻分為A級和B級，A級測溫允許誤差±(0.15℃+0.002|t|), B級測溫允許誤差±(0.3℃+0.005|t|)

　　現場使用的熱電阻一般都是鎧裝熱電阻，它是由熱電阻體、絕緣材料、保護管組成，熱電阻體和保護管焊接一起，中間填充絕緣材料，這樣能夠很好的保護熱電阻體，耐沖擊，耐震，耐腐蝕。如右圖1所示。

　　鉑熱電阻有兩線制，三線制，四線制幾種，兩線制在測量中誤差較大，已不使用，現在工業用一般是三線制的，實驗室用一般為四線制。這里主要介紹下三線制鉑熱電阻的接線。如下圖2所示，三線制鉑熱電阻是在電阻的a端并聯一個c端，從而實現電阻引出a，b，c三個接線端子，這樣，由b導線引入的測量導線本身的電阻，可以由c導線來補償，使引線電阻不隨溫度變化而引入的引線電阻誤差的影響減小很多。在秦山二期使用的三線制鉑熱電阻，在二次儀表中，均有可變阻值的電橋，根據所配合的鉑熱電阻的量程不同，可以對二次儀表的電橋中的鉑熱電阻進行微調，能進行更精確的測量。