熱電阻是一種基于電阻值隨溫度變化而變化的特性來測量溫度的傳感器

       熱電阻（thermal resistor，又稱RTD，Resistance Temperature Detector）是一種基于電阻值隨溫度變化而變化的特性來測量溫度的傳感器，在中低溫區(qū)（一般為-200℃~800℃）是最常用的溫度檢測器之一，具有測量精度高、性能穩(wěn)定、靈敏度高、熱響應(yīng)時間快、質(zhì)量穩(wěn)定、壽命長、價格低、化學(xué)穩(wěn)定性好、能耐高溫、互換性和精確性高等特點。以下從工作原理、類型、接線方式、應(yīng)用場景、常見故障及處理方法幾個方面進(jìn)行介紹：

工作原理

       熱電阻的工作原理基于導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化的特性。當(dāng)熱電阻受到熱源的影響時，其電阻值會增加，這種現(xiàn)象稱為正溫度系數(shù)（PTC）；相反，當(dāng)熱電阻受到冷源的影響時，其電阻值會減小，這種情況被稱為負(fù)溫度系數(shù)（NTC）。通過測量熱電阻兩端的電壓降，可以計算出其電阻值，進(jìn)而得到溫度讀數(shù)。熱電阻通常由純金屬材料制成，如鉑、銅、鎳、錳和銠等，這些材料能夠響應(yīng)溫度變化并產(chǎn)生相應(yīng)的電阻值變化。為了將電阻值轉(zhuǎn)換為溫度值，需要使用電子電路（如電橋）來測量電壓降，并通過算法轉(zhuǎn)換得到溫度信息。

類型

       普通型熱電阻：通常由感溫元件、安裝固定裝置和接線盒等主要部件組成，具有測量準(zhǔn)確度高、性能穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。實際運(yùn)用中以Pt100鉑熱電阻運(yùn)用最為廣泛。被測溫度的變化直接由熱電阻阻值的變化來測量，因此電阻體的引出線等各種導(dǎo)線電阻的變化將對溫度測量產(chǎn)生影響。

       鎧裝熱電阻：由感溫元件（電阻體）、引線、絕緣材料、不銹鋼套管組合而成的堅實體，外徑一般為φ2~φ8mm，最小可達(dá)φmm。與普通型熱電阻相比，它體積小，內(nèi)部無空氣隙，熱慣性小，測量滯后?。粰C(jī)械性能好、耐振，抗沖擊；能彎曲，便于安裝；使用壽命長。

       端面熱電阻：感溫元件由特殊處理的電阻絲材繞制，緊貼在溫度計端面。它與一般軸向熱電阻相比，能更正確和快速地反映被測端面的實際溫度，適用于測量軸瓦和其他機(jī)件的端面溫度。

       隔爆型熱電阻：通過特殊結(jié)構(gòu)的接線盒，把其外殼內(nèi)部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影響而發(fā)生的爆炸局限在接線盒內(nèi)，生產(chǎn)現(xiàn)場不會引起爆炸。隔爆型熱電阻可用于Bla~B3c級區(qū)內(nèi)具有爆炸危險場所的溫度測量。

       防腐熱電阻：采用PTFE防腐材質(zhì)，作為整體保護(hù)套或兩節(jié)式套管，也可以直接在保護(hù)管上作該材質(zhì)的防腐處理，分噴涂、燒結(jié)和套管密封三種形式。

接線方式

       二線制：熱電阻兩端各連接一根導(dǎo)線引出電阻信號。測量時，電流通過導(dǎo)線和熱電阻，根據(jù)歐姆定律，測量回路電流和熱電阻兩端電壓得出電阻值，進(jìn)而得到溫度值。只適用于測量準(zhǔn)確度較低的場合，在一些對溫度測量精度要求不高的化工輔助系統(tǒng)中，如化工倉庫的溫度監(jiān)測，環(huán)境溫度變化范圍小且對溫度控制精度要求不高，二線制熱電阻可滿足基本監(jiān)測需求，具有成本低、布線簡單的優(yōu)點。

       三線制：熱電阻根部一端連一根引線，另一端連兩根引線。通常與電橋配套使用，將一根導(dǎo)線接到電橋電源端，其余兩根分別接到熱電阻所在橋臂及相鄰橋臂上，使兩橋臂引入相同引線電阻，電橋平衡時，引線電阻變化不影響測量結(jié)果，可較好消除引線電阻影響，廣泛應(yīng)用于工業(yè)過程控制。例如，化工生產(chǎn)中的反應(yīng)釜溫度控制是常見應(yīng)用場景，如合成氨反應(yīng)釜溫度需控制在400~500℃，三線制熱電阻可準(zhǔn)確測量并傳輸溫度信號，配合控制系統(tǒng)實現(xiàn)精準(zhǔn)溫度控制，保證反應(yīng)正常進(jìn)行，且布線相對簡單、成本適中。

       四線制：在熱電阻根部兩端各連接兩根導(dǎo)線，其中兩根引線為熱電阻提供恒定電流，將電阻轉(zhuǎn)換成電壓信號，再通過另兩根引線把電壓引至二次儀表。主要用于高準(zhǔn)確度的溫度檢測，例如大型LNG儲罐內(nèi)部測溫用平均溫度（四線制）能夠精準(zhǔn)反應(yīng)罐內(nèi)LNG的溫差變化情況，實時監(jiān)控數(shù)據(jù)信息。

應(yīng)用場景

       熱電阻可直接測量各種生產(chǎn)過程中的液體、氣體和固體表面溫度，從零下20攝氏度到420余攝氏度均可應(yīng)用，不僅用于工業(yè)溫度測量，還可制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)溫度計。

常見故障及處理方法

外觀檢查：看是否有明顯的機(jī)械損傷、氧化、腐蝕等情況。同時，檢查連接線是否牢固，線芯是否裸露，固定螺絲是否緊固。如果發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)及時進(jìn)行處理。

電阻值測量：斷開熱電阻的電源，然后將導(dǎo)線連接到熱電阻的接線端子上，使用萬用表測量熱電阻的電阻值。一般情況下，熱電阻的阻值會隨著溫度的變化而變化。因此，需要根據(jù)熱電阻的類型和規(guī)格，查找相應(yīng)的溫度-電阻曲線，并根據(jù)測量結(jié)果計算出熱電阻的實際溫度。如果測量結(jié)果與實際溫度相差較大，則說明熱電阻可能存在問題，需要進(jìn)行進(jìn)一步檢查。

絕緣電阻測量：斷開熱電阻的電源，然后將導(dǎo)線連接到熱電阻的接線端子上，使用兆歐表測量熱電阻的絕緣電阻。一般情況下，絕緣電阻應(yīng)該大于100MΩ。如果絕緣電阻值較低，則說明熱電阻可能存在漏電或短路等問題。

動作試驗：將熱電阻接入電源中，并使用導(dǎo)線連接到測試儀表上。如果需要測量溫度變化，可以在恒溫槽中加入適量的水，然后將熱電阻放入其中，觀察測試儀表的指示值是否與實際溫度相符。同時，檢查熱電阻的輸出信號是否穩(wěn)定，是否有波動或噪聲等問題。如果測試結(jié)果異常，則說明熱電阻可能存在問題，需要進(jìn)行進(jìn)一步檢查。