[科普中国]-铠装热电阻

铠装热电阻是一种温度传感器，利用物质在温度变化时，其电阻也随着发生变化的特征来测量温度的。当阻值变化时，工作仪表便显示出阻值所对应的温度值。它比装配式铂电阻直径小，易弯曲，适宜安装在管道狭窄和要求快速反应、微型化等特殊场合。其可对-200~600℃温度范围内的气体、液体介质和固体表面进行自动检测，并且可直接用铜导线和二次仪表相连接使用，由于它具有良好的电输出特性，可为显示仪、记录仪、调节器、扫描器、数据记录仪以及电脑提供精确的输入值。

结构铠装热电阻的结构，除五部中的测温元件、绝缘材料、保护套管三部分构成铠材整体以外，其余与常规热电阻的结构相同。

铠材（测温元件、绝缘材料、保护套管）：测温元件对热电阻来说是感温元件及其内引线；各热电阻引线之间，及其与保护套管之间用氧化镁作绝缘材料；用金属管保护绝缘材料和测温元件。铠材工艺使用测温元件、绝缘材料、保护套管三者成为一个不可拆卸的可挠的紧密实体，铠材是制造铠装热电阻的基体材料，铠材不能直接用于测温，必须制作测量端和简易接线端后方可作为基型铠装热电阻使用1。

工作原理铠装热电阻是利用物质在温度变化时，其电阻也随着发生变化的特征来测量温度的。当阻值变化时，工作仪表便显示出阻值所对应的温度值。铠装热电阻是一种温度传感器，它比装配式热电阻直径小，易弯曲，抗震性好，适宜安装在装配式热电阻无法安装的场合，WZPK系列铠装热电阻采用引进热电阻测温元件，因此，具有精确、灵敏、热响应时间快、质量稳定、使用寿命长等优点。

铠装热电阻外保护套采有不锈钢，内充满高密度氧化物质绝缘体，因此，铠装热电阻具有很强的抗污染性能和机械强度，适合安装在环境恶劣的场合。

特点（1）测量精度高；

（2）直径小，长度受限制；

（3）进口或囯产薄膜电阻元件，性能可靠稳定；

（4）铠装热电阻通常由铠装铂热电阻感温元件、安装固定装置和接线装置等主要部件组成等热响应时间少，减小动态误差；

（5）铠装电阻外保护管采用不锈钢，内充满高密度冶金级镁砂氧化物质绝缘体，因此它具有很强的抗污染和优良的机械强度，适合安装在环境恶劣的场合2。

技术参数铠装热电阻技术参数

产品执行标准：

IEC751；

JB/T8623-1997；

JB/T8622-1997；

常温绝缘电阻；

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。

测量范围热电阻感温元件100℃时的电阻值（R100）和它在0℃时的电阻R0比值：（R100/R0）

分度号Pt100：A级R0=100±0.06Ω

B级R0=100±0.12Ω

R0/R100=1.3850

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%，所需的时间，称为热响应时间。常温绝缘电阻的实验电压可取直流10-100V任意值，环境温度在15-35℃范围内，相对温度应不大于80%，通过铠装热电阻隔的测量电流最大不超过5mA。

铠装热电阻热响应时间表如下：

安装与使用热电阻应避免安装在炉旁或距加热体太近之处，应尽量安装在没有震动或震动很小的地方，同时要便于施工和维护。安装位置应尽可能保持垂直，但在有流速时则必须倾斜安装。接线盒出孔应向下方。

热电阻应按规定接线，一般采用三线制。连接导线应采用绝缘（最好是屏敞）铜线，其截面积应≥1.0平方毫米，导线的阻值应按显示仪表的规定配准3。

由热惰性使热电阻变化滞后温度变化，为消除它的引起的误差，应尽可能地减小热电阻保护管外径，适当增加热电阻的插入深度使热电阻受热部位增加。

要经常检查保护管状况，发现氧化或变形应立即采取措施，要定期进行校验。

如何选择根据测温范围选择：500℃以上一般选择热电偶，500℃以下一般选择热电阻；根据测量精度选择：对精度要求较高选择热电阻，对精度要求不高选择热电偶；

根据测量范围选择：热电偶所测量的一般指“点”温，热电阻所测量的一般指空间平均温度；2线制热电阻配线简单，但要带进引线电阻的附加误差。因此不适用制造A级精度的热电阻，且在使用时引线及导线都不宜过长。线制可以消除引线电阻的影响，测量精度高于2线制。作为过程检测元件，其应用最广。线制不仅可以消除引线电阻的影响，而且在连接导线阻值相同时，还可以消除该电阻的影响。在高精度测量时，要采用4线制1。

区别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。

2）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，最小可达φ0.25mm(铠装热电阻最小外径，K型为φ0.25mm，E型为φ1.0mm)。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。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。

5)防腐热电阻采用PTFE防腐材质，作为整体保护套或两节式套管，也可以直接在保护管上作该材质的防腐处理，分喷涂、烧结和套管密封三种形式。适用于在强碱的腐蚀性介质中进行测量，耐温250℃，固定安装形势也可采用相同PTFE材质的固定螺纹、固定法兰（接触介面质面）或卡套螺纹等。配合PVC接线盒或316L接线盒可达到全防腐。多种安装方式，多种直径，任意选择。

6）热套式热电阻火力发电机组配套的专用测温仪表。电站中的一般测温仪表可在本选型样本的《通用类》内选择。该产品的设计参考了美国EBASCO规范，并充分考虑了设计院和电站用户的意见，采用国际流行的分离式保护管结构，弹性压紧测量元件方式，增添了测温上限达650℃的高温铠装铂电阻。

1、全部采用铠装元件，耐震抗压，稳定性高，寿命长。

2、铠装元件与保护管底部为弹性压紧结构，使热响应时间缩短和抗震性进一步提高。

3、大空腔接线盒和新颖接线装置，使接线更方便可靠。

4、热电偶主体和保护管为分离式结构，可不停机快速更换测温元件。

5、深盲孔加工的整体保护管，端部壁厚均匀，无焊接应力和晶介腐蚀隐患，故耐压、耐冲击、使用可靠、寿命长、可确保机组的安全运行。

6、整体拉伸的650℃高温铠装铑钯铂电阻元件，其耐震性和测温上限可满足大型机组高精度和高可靠的主蒸汽温度2。

注意事项由金属维护管、绝缘资料和电阻体三者组合经冷拔、旋银加工而成。恺装型热电阻中的电阻体是用细铂丝烧在铂铑热电偶陶瓷或 玻珑支架上制成，引线普通为钢导线或银导线。

恺装型热电阻有如下特性：

(1)热惰性小，反响疾速，如维护管直径为妇2mm的普通铂电阻，其时间常数为25s;而金属套管直径为扭.0mm的恺装热电阻，其时间常效仅为5 。左右。

(2)具有可弯曲性能，恺装热电阻除头部外，可以作任愈方向的弯曲，因而它适用于构造较为复杂，狄小设备的温度侧Ao

(3)具有良好的耐振动、抗冲击性能。

(4)运用寿命长，恺装热电阻的电阻体由于遭到权化铁绝缘资料的扭盖和金属套管的维护，热电阻丝不易被有害介质所俊蚀，因而它的热电阻，寿命较普通热电阻长。

热电阻在运用时要留意如下事项：

(1)依据丈量温度范围和测量对象，选择恰当的热电阻的型号、规格以及维护管资料。

(2)热电阻最高运用温度和工作压力不可超越该热电阻的额定数值。

(3)假如热电阻需在腐蚀性介质中运用时，应采用由不锈钢制成的维护管。

(4)大多数热电阻的敏感元件长度约为120mm，中选择热电阻的插入深度时，应该思索到热电阻只能侧量敏感元件左近范围内被测介质的均匀沮 度。

(5)热电阻接线时，先将接线盒翻开，然后接线。接线的办法普通有二线制和三线制两种。三线制衔接的优点是，能够防止双金属温度计因衔 接导线电阻值所惹起的显现仪表的示值误差。

(6)热电阻与显现仪表的衔接导线应采用绝缘铜线，不得运用热电偶的补偿导线。铜线的电阻值应按显现仪表技术条件规则的数据选配，普通为2-50，导线的电阻值可用直流均衡电桥来调整。

(7)不能把一个热电阻与两个显现仪表并联运用，只要双支式热电阻才能够用来和两个显现仪表一同运用。

(8)热电阻及其附件在不运用的时分，必需保管在钨铼热电偶不受振动和碰撞的中央。最适宜的存放场所条件为：环境温度10-35℃；相对湿度 不大于80%；四周空气中不应含有可能形成热电阻零件腐蚀的物质1。

发展历程从1974年引入薄膜技术研发薄膜铂热电阻元件，成功解决铂热电阻元件的成本及应用问题起，已有30多年的历史，随着照相平板印刷技术的日益发展，薄膜铂热电阻元件的发展突飞猛进。

热效应进行温度测量的，即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。因此，只要测量出感温热电阻的阻值变化，就可以测量出温度。

隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒，装配式热电偶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。隔爆型热电阻可用于具有爆炸危险场所的温度测量。热电阻的测温原理与热电偶的测温原理不同的是，热电阻是基于电阻的发展，在很大程度上取决于其核心部件，铂热电阻元件的发展。从传统的云母铂热电阻元件、陶瓷铂热电阻元件、玻璃铂热电阻元件到厚膜铂热电阻元件和薄膜铂热电阻元件，铂热电阻元件的发展方向已转移到膜式结构的产品上，尤其是薄膜铂热电阻元件3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学