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1、铂电阻温度传感器 北京中阳天辰科技有限公司() TEL：010-81795514 综述 温度是表征物体冷热程度的物理量,它可以通过物体随温度变化的某些特性（如电阻、电压变化等特性）来 间接测量，通过研究发现，金属铂(Pt)的电阻值随温度变化而变化,并且具有很好的重现性和稳定性，利用铂的 此种物理特性制成的传感器称为铂电阻温度传感器， 通常使用的铂电阻温度传感器零度阻值为100， 电阻变化 率为0.3851/。铂电阻温度传感器精度高，稳定性好，应用温度范围广，是中低温区（-200650）最常 用的一种温度检测器，不仅广泛应用于工业测温，而且被制成各种标准温度计（涵盖国家和世界基准温度）供 计量和
2、校准使用。 铂电阻的温度系数TCR 按IEC751国际标准， 温度系数TCR=0.003851，Pt100（R B 0 B =100）、Pt1000（R B 0 B =1000）为统一设计型铂 电阻。 TCR=(R B 100 B -R B 0 B )/ (R B 0 B 100) 其中 表1 阻值 （） 分 度 号 0时标准电阻值R B 0 B 100时标准电阻值R B 100 B Pt100 100.00 138.51 Pt1000 1000.0 1385.1 温度/电阻特性（分度表详见附录一） -200t0 R B t B =R B 0 B 1+At+Bt P 2 P +C(t-100)
3、t P 3 P 0t850 R B t B =R B 0 B （1+At+Bt P 2 P R B t B 在t时的电阻值 R B 0 B 在0时的电阻值 温度/电阻曲线图 TCR=0.003851时的系数值 表2 系数 A B C 数值 3.908310 P -3 P P -1 P -5.77510 P -7 P P -2 P -4.18310 P -12 P P -4 P 测量误差 表3 级 别 零度时阻值误差 % 温度误差 温度系数TCR误差/ 1/3DIN B 0.04 (0.10+0.0017|t|) 0.0038510.000004 A 0.06 (0.15+0.002|t|) 0
4、.0038510.000005 B 0.12 (0.30+0.005|t|) 0.0038510.000012 误差数据表(绝对值) 表4 1/3DIN B级 A级 B级 温度 标准电阻值 温度误差 阻值误差 温度误差 阻值误差 温度误差 阻值误差 -200 18.52 0.44 0.16 0.55 0.24 1.3 0.56 -100 60.26 0.27 0.10 0.35 0.14 0.8 0.32 0 100.00 0.10 0.04 0.15 0.06 0.3 0.12 100 138.51 0.27 0.10 0.35 0.13 0.8 0.30 200 175.86 0.44 0
5、.16 0.55 0.20 1.3 0.48 300 212.05 0.61 0.23 0.75 0.27 1.8 0.64 400 247.09 0.78 0.30 0.95 0.33 2.3 0.79 500 280.98 0.95 0.36 1.15 0.38 2.8 0.93 600 313.71 1.12 0.43 1.35 0.43 3.3 1.06 650 329.64 1.20 0.46 1.45 0.46 3.5 1.13 铂电阻温度传感器 北京中阳天辰科技有限公司() TEL：010-81795514 铂电阻传感器的稳定性 铂电阻传感器有良好的长期稳定性,典型实验数据为：在
6、400时持续300小时,0时的最大温度漂移为0.02 。 铂电阻的自热和测试电流 常规产品的测试电流:Pt100为1mA, Pt1000为0.5mA,实际应用时测试电流不应超过允许值，例如Pt100当测 试电流为1mA时，温升为0.05; 当测试电流为5mA时，温升为2.2,并且自热温升的数据同产品的结构也有很 大的关系，如保护管的直径，内部填充物的种类，测试条件等。 引出导线规格 两线制 传感器电阻变化值与连接导线电阻值共同构成传感器的输出值，由于导线电阻带来的附加误差使实际测量 值偏高，用于测量精度要求不高的场合，并且导线的长度不宜过长。 三线制 要求引出的三根导线截面积和长度均相同，测量
7、铂电阻的电路一般是不平衡电桥，铂电阻作为电桥的一个 桥臂电阻，将导线一根接到电桥的电源端，其余两根分别接到铂电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上，当桥路 平衡时，通过计算可知，Rt=R1R3/R2+R1r/R2-r,当R1=R2时，导线电阻的变化对测量结果没有任何影响，这样就 消除了导线线路电阻带来的测量误差，但是必须为全等臂电桥，否则不可能完全消除导线电阻的影响，但分析 可见，采用三线制会大大减小导线电阻带来的附加误差，工业上一般都采用三线制接法。 四线制 当测量电阻数值很小时，测试线的电阻可能引入明显误差，四线测量用两条附加测试线提供恒定电流，另 两条测试线测量未知电阻的电压降，在电压表输入阻
8、抗足够高的条件下，电流几乎不流过电压表，这样就可以 精确测量未知电阻上的压降，通过计算得出电阻值。 保护管 保护管的作用是为了保护温度传感器感温元件，不使其与被测介质直接接触，避免或减少有害介质的侵蚀， 火焰和气流的冲刷和辐射，以及机械损伤，同时还起着固定和支撑传感器感温元件的作用。在轻微腐蚀和一般 工业应用中，304和316（316L）是用得最为广泛的不锈钢保护管材料，在我国由于考虑成本，321不锈钢也被大 量使用。 常用不锈钢保护管特性 表5 钢号 组成 使用温度 特性 321 1Cr18Ni9Ti 最常用的奥氏体不锈钢，耐热、抗氧化,在磷酸、稀硝酸、碱液 中具有很好的耐腐蚀性,不能在氯化
9、物溶液中使用,通常做为一 般耐热钢使用 304L 00Cr18Ni10 304 0Cr18Ni9 奥氏体不锈/耐酸钢，碳含量低，具有良好耐晶间腐蚀性,通常 做为耐热钢使用 316L 00Cr17Ni14Mo2 316 1Cr18Ni12Mo2Ti -200900 奥氏体不锈/耐酸钢，碳含量低，抗无机酸、有机酸、碱和海洋 大气中的耐蚀，通常做为耐腐蚀钢使用 铂电阻温度传感器 北京中阳天辰科技有限公司() TEL：010-81795514 响应时间 在温度阶跃变化时，温度传感器的输出变化至量程变化的50%所需要的时间称为热响应时间，用 B 0.5 B 表示。 影响 B 0.5 B 的因素与保护管材
10、料、直径、壁厚有关，而且还与其结构形式、安装方法、置入深度以及被测介质的 流速、种类有关。 不同直径保护管的热响应时间（材质为不锈钢，水流速度为1m/s,测试数据为参考值） 表6 保护管直径 mm 热响应时间 s （ B 0.5 B ） 保护管直径 mm 热响应时间s （ B 0.5 B ） 2 2 6 15 3 3 8 30 4 5 10 30 5 8 12 30 绝缘电阻 常温绝缘电阻的试验电压可取直流10100V任意值，环境温度在1535范围内，相对湿度应不大于80%， 常温绝缘电阻值应大于100M。 公称压力 一般是指在常温下，保护管所能承受的不至破裂的静态外压。承压数值的大小同保护管
11、的材料、直径、壁 厚、焊缝强度等密切相关，例如直径4mm壁厚0.5mm的不锈钢管，常规产品可以承受10MPa的压力，经过特殊处理 也可承受40Mpa的高压。 综合误差 温度传感器在测量过程中的主要误差来源:传感器对分度表的误差；绝缘不良引起的误差；线路电阻引起的 误差；测量仪表的误差以及传热误差、动态相应误差、干扰误差等。其中有些误差是在一定条件下才会出现， 并且通过一定措施是可以消除和减小的。 测量结构 1. 装配式铂电阻 装配式铂电阻由外保护管、延长导线、测温电阻、氧化铝装配而成，产品结构简单，适用范围广，成本较 低，绝大部分测温场合使用的产品均属装配式，其结构如下： 二线制电阻 三线制电
12、阻 四线制电阻 2. 铠装铂电阻 铠装铂电阻由电阻体、引线、绝缘氧化镁及保护套管整体拉制而成，顶部焊接铂电阻，产品结构复杂，价 格较高，比普通装配式铂电阻的响应速度更快，抗震性能更好，测温范围更宽，并且长度方向可以弯曲，适用 于刚性保护管不能插入或需要弯曲测量的部位测温，但必须注意的是由于顶部是测温元件所在位置，所以其端 部30mm是不得弯曲的，其结构如下： 二线制电阻 三线制电阻 四线制电阻 铂电阻温度传感器 北京中阳天辰科技有限公司() TEL：010-81795514 常用选型参考表 铂电阻温度传感器 北京中阳天辰科技有限公司() TEL：010-81795514 WZP-R 系列 pt
13、100 温度传感器采用不锈钢金属外壳封装，内部填充绝缘导热材料密封而成。产品具有体 积小巧、反应灵敏、防水抗震等特点，可广泛用于环境、气体、液体、冷冻冷藏，航空航天，科学研究等各种 类型的温度测量。 型 号 技 术 参 数 外 形 结 构 示 意 图 WZP-R 1. 铂电阻：Pt100、Pt500、Pt1000 测温范围：（-80500） 2. 常用精度等级：A 级：（0.15+0.002|t|） B 级：（0.30+0.005|t|） |t|-实测温度的绝对值 3. 常压，对于存在压力的工况，请注明压力大小 选 型 表选 型 表 WZP-R 铂热电阻型号 BB 1=Pt100 5=Pt50
14、0 10=Pt1000 传感器类型， 双支加 D TT 1=-5080 2=0100 3=-50200 4=-50250 指定 温度范围() PP B=B 级 A=A 级 指定 传感器精度 L L 10=10 15=15 25=25 6060 指定 保护管长度(mm) DD 2.5=2.5 3=3 5=5 6=6 8=8 指定 保护管直径(mm) SS 1=SUS321 4=SUS304 6=SUS316 指定 保护管材质 YY 1=1000 2=2000 指定 引线长度(mm) EE 2=两线 3=三线 4=四线 引线线制 FF 1=聚氯乙烯 PVC（-2080） 2=聚氨酯 TPU（-50100） 3=特氟龙（-50250） 指定 引线材质 括号内为引线常用温 度范围 HH 0=均无,可不填 1=均有 导线屏蔽层 / 线缆护套 ZZ 0=无,可不填 1=护线弹簧 2=铠装式 3=防腐处理 指定
