摘 要：淺談熱電阻的測(cè)溫原理及介紹非電量轉(zhuǎn)換為電量的交換電路、用熱電阻正確測(cè)量及消除或減小信號(hào)回路干擾是保證測(cè)溫精度的前提。

關(guān)鍵詞：溫度 熱電阻 測(cè)溫原理 構(gòu)成 轉(zhuǎn)換電路 三線制 干擾 補(bǔ)償方式

1       概述
    在電力系統(tǒng)中,保證各種類型機(jī)組的安全運(yùn)行,是我們工作的重心,它不但關(guān)系到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益,更關(guān)系到人的生命安全.而在眾多監(jiān)測(cè)電氣設(shè)備安全運(yùn)行的因素中,溫度的監(jiān)測(cè)顯得尤為重要, 如：發(fā)電機(jī)定子溫度、軸承、軸瓦、變壓器鐵心溫度等等， 我們可以通過溫度的變化趨勢(shì)判斷設(shè)備的工作狀況,將事故消滅在萌芽狀態(tài),減小經(jīng)濟(jì)損失. 因此如何準(zhǔn)確的把溫度這一量值傳遞好，使機(jī)組的在線溫度測(cè)量準(zhǔn)確，是電力系統(tǒng)溫度計(jì)量工作者的主要職責(zé)。

2       熱電阻的測(cè)溫原理

電阻溫度計(jì)是基于金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體電阻值與本身溫度差成一定函數(shù)關(guān)系的原理實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量的，即金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻— 溫度函數(shù)關(guān)系一旦確定后，就可以通過測(cè)量置于測(cè)溫對(duì)象之中并與測(cè)溫對(duì)象達(dá)到熱平衡的熱電阻的阻值而求得對(duì)象的溫度.它一般應(yīng)用在-200℃～500℃ 范圍內(nèi)的溫度測(cè)量。金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻與溫度關(guān)系一般可表示為：

R­­_t=R­_to [1+α(t-t₀)]

式中  R_t----溫度為t時(shí)刻的電阻值
R­_t­­­­­­­_o----溫度為t_o時(shí)刻的電阻值

α----電阻溫度系數(shù)，即溫度每升高1℃時(shí)的電阻相對(duì)變化量

    熱電阻目前可分為：Pt₁₀₀ 、Cu₅₀、BA₁、BA₂等分度號(hào)，在使用中常用連接導(dǎo)線及電阻則量?jī)x表（顯示部分）等組成，框圖如下：

熱電阻

引線電阻補(bǔ) 償

電阻電壓變 換

電壓放 大

線性化網(wǎng)絡(luò)

A/D

顯示

 

此外，由于它輸出的是電阻信號(hào)，故它可以遠(yuǎn)距離顯示或傳送信號(hào)，便于集中監(jiān)控。

3       非電量轉(zhuǎn)換為電量（橋式方式接入）

在各種接線方式中，三線制在測(cè)溫系統(tǒng)中運(yùn)用較廣泛，它是如何將非電量轉(zhuǎn)換為電量及如何消除引線隨溫度變化所帶來的測(cè)量誤差？如圖1所示：
  

給a,b兩點(diǎn)輸入一穩(wěn)定電壓,不平衡電橋由錳銅電阻^①­­­­­­­_­­­­­­­­­­­:R₁、R₂、R₃ 、R₄和r₁、r₂、r₃線路電阻及測(cè)量電阻R­_t­­­­­­­_o 組成，其中：R₁ = R₂ ；R₃ = R₄ ；r₁  = r₂   = r₃ , R­_t­­­­­­­_o為零攝氏度的電阻值，即：R₁(R₄+ r₂+R­_t­­­­­­­_o)= R₂(R₃+ r₁)；當(dāng)R­_t­­­­­­­_o變化時(shí)，△U變化，即非電量→電量，當(dāng)環(huán)境溫度變化引起r₁、r₂、r₃變化時(shí)，將使c,d兩點(diǎn)電位同時(shí)變化（上升或下降），即△U不變，故r₁、r₂、r₃的變化將不影響測(cè)量的準(zhǔn)確性，從而消除引線誤差。

4       初探測(cè)溫誤差的引入及解決方法

測(cè)溫儀表是通過測(cè)溫元件的電阻值的測(cè)量來檢測(cè)溫度的，所以引線電阻值的大小、引線電阻的變化（受溫度影響）及信號(hào)回路的干擾直接影響其測(cè)量精度，因此必須采取措施來消除引線電阻及干擾所引起的誤差，從而提高測(cè)量精度，下面我們就進(jìn)行分析。

4.1 引線電阻的補(bǔ)償方式

熱電阻的接線方法有兩線制、三線制、四線制方式，兩線制不能消除因引線電阻的變化所引起的測(cè)量誤差，三線制接法在配合電橋電路（上面分析過）側(cè)溫時(shí)，可以減小或消除因引線電阻變化所引起的測(cè)溫誤差，四線制接法通常用于標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻；用于配合電位差計(jì)測(cè)量電阻時(shí)，消除引線電阻的影響，除上面提出的線路電阻補(bǔ)償橋式外，還有雙電源電路^②、單電源電路^③。

4.2 信號(hào)回路的干擾和抑制

由于熱電阻測(cè)量回路有可能穿越強(qiáng)磁場(chǎng)、電纜層及其附近的電力電纜和控制電纜將對(duì)信號(hào)線感應(yīng)而產(chǎn)生干擾，主要表現(xiàn)為干擾電壓有時(shí)高達(dá)幾十伏，從而影響測(cè)量。為了阻止干擾侵入信號(hào)回路應(yīng)從柜內(nèi)外的配線、接地系統(tǒng)等各方面采取措施，主要方法：(1)對(duì)直接連接外部電纜的輸入端（信號(hào)線路上）附加一定量的濾波電容（如圖1），不僅能夠抑制高頻干擾信號(hào)，而且能夠阻止過大的脈沖噪聲損壞電路元件；(2)更換屏  蔽電纜，使屏蔽電纜接地（采用一點(diǎn)接地原則）；另外敷設(shè)電纜應(yīng)分層、分類、相互間必須用隔板隔開等方式。

5       結(jié)論

總之在測(cè)溫系統(tǒng)中，為保證溫度儀表的準(zhǔn)確可靠運(yùn)行，除對(duì)上述提出的外，還應(yīng)對(duì)儀表本身進(jìn)行認(rèn)真檢修、鑒定、對(duì)測(cè)溫元件、連接線路以及切換開關(guān)的安裝和檢修質(zhì)量也是非常重要的，不論那一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯(cuò)都會(huì)產(chǎn)生很大的測(cè)量誤差，影響工作人員的判斷，甚至不能工作。

6 參考文獻(xiàn)

[1] 張松春 等.電子控制設(shè)備抗干擾技術(shù)及應(yīng)用.機(jī)械工業(yè)出版社,1995.
[2] 張淑玉.電廠熱力過程自動(dòng)化.水利電力出版社,1993.

[3] 李謙,張少偉.電力工業(yè)部計(jì)量鑒定人員培訓(xùn)考核教材.遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,1995年

7 注釋

①．溫度系數(shù)小，電阻值基本不隨溫度變化。

②．詳細(xì)分析可參閱文獻(xiàn)[3]第947頁～948頁。

③．詳細(xì)分析可參閱文獻(xiàn)[3]第912頁～913頁。