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一、如何正确的选择测温仪

测量误差

如何正确的选择测温仪

在进行温度校准时，为参考探头和被测设备选择正确的测温仪是非常关键的。需要考虑以下因素：

准确度

电阻温度计的许多测温仪提供ppm、欧姆和/或温度技术指标。从欧姆或ppm向温度的转换取决于所使用的温度计。对于在0?C时为100Ω的探头，0.001Ω(1mΩ)等于0.0025?C或2.5mK。1ppm也相当于0.1mΩ或0.25mK。还需要注意技术指标是否为“读数”或“量程”。例如，“1ppm读数”在100Ω时为0.1mΩ，而“1ppm量程”，当满量程为400Ω时，则为0.4mΩ。差别非常大!

在检查准确度技术指标时，要记住，读数不确定度对校准系统总不确定度的影响很小，购买最低不确定度的测温仪并不总是具有经济意义。“电桥-超级电阻测温仪”分析方法是很好的例子。一个0.1-ppm电桥的费用超过$40，000，而1-ppm超级电阻测温仪的费用则低于$20，000。回顾总系统不确定度，很显然，电桥仅能很小程度上提高性能——本例中为0.000006?C——而费用却非常高。

在进行高准确度电阻测量时，要确保读数装置能够消除测量系统中不同金属连接处产生的热电势误差。一种常见的消除热电动势误差的技术是采用开关式直流或低频交流电流源。

分辨率

对此项指标要小心。某些测温仪厂家混淆了分辨率和准确度。0.001?C的分辨率并不意味着准确度为0.001?C。一般而言，准确度为0.001?C的测温仪的分辨率至少应为0.001?C。在探测小的温度变化时，显示分辨率是非常重要的——例如，当监测固定点容器的凝固曲线时，或者检查校准槽的稳定度时。

线性度

大多数测温仪制造商提供了在一个温度(一般为0?C)下的准确度技术指标。这很有用，但是您通常要测量很宽的温度范围，因此了解测温仪在工作范围内的准确度是非常重要的。如果测温仪的线性非常好，那么在其整个温度范围内，其准确度指标都是相同的。但是，所有的测温仪都具有一定程度的非线性，并不是完全线性的。请确保制造商提供了工作范围内的准确度技术指标，或者提供了您在计算不确定度时所使用的线性度技术指标。

稳定性

由于要在很宽的环境条件下和各种时间长度内进行测量，因此读数稳定性就非常重要。确保检查温度系数和长期稳定性指标。确保环境条件的变化不会影响到测温仪的准确度。声誉好的厂家都提供温度系数指标。长期稳定性指标有时和准确度指标结合在一起——例如，“1ppm，1年”或“0.01?C，90天”。每90天进行校准是困难的，因此要计算1年指标并用于不确定度分析。提防那些提供“0漂移”指标的提供商。每个测温仪至少会有一项漂移分量。

校准

有些测温仪是技术指标规定“无需重新校准”。但是，根据最新版的ISO指南，所有测量设备都需要进行校准。有些测温仪比其它装置更容易重新校准。要使用无需特殊软件即可通过其前面板进行校准的测温仪。有些旧型的测温仪将校准数据保存在EPROM存储器中，利用定制软件进行编程。这就意味着必须将测温仪发送到厂家进行重新校准——也许在国外!由于重新校准非常花费时间和费用，因此要避免使用仍然采用手动分压计进行调整的测温仪。大多数直流测温仪是采用一组高稳定度的直流标准电阻进行校准的。校准交流测温仪或电桥则更加复杂，需要一个参考感应式分压器和精密交流标准电阻。

溯源性

测量溯源性是另外一个概念。通过良好的直流电阻标准，直流测温仪的溯源性是非常简单的。交流测温仪和电桥的溯源性则更加复杂。许多国家仍然没有已经确定的交流电阻溯源性。其它许多具有可溯源交流标准的国家则依赖于经由不确定度精密十倍的测温仪或电桥校准的交流电阻器，会明显增大电桥本身的测量不确定度。

便利性

为提高生产力所做的努力是永无止境的。因此，您需要采用尽可能节约时间的测温仪。

直接显示温度——许多测温仪只能显示原始电阻或电压。温度是最有用的显示，因此要使用可以将电阻或电压转换为温度的测温仪，并确保提供各种转换方法等等。

各种输入类型——您很可能会校准各种各样的温度传感器，包括3线和4线PRT、热敏电阻和热电偶。能够测量多种输入类型的测温仪可以提供最好的价值和最大的灵活性。

学习曲线——采用简单易用的测温仪。电桥已经使用了许多年，并能够提供良好的测量性能，但是在操作培训上却需要投资很大(并需要外部计算机来计算从电阻获得的温度)。

用于扩展通道的多路转换开关——当校准工作包括相同探头类型的恒温槽时，如果能用多路转换开关扩展测量系统也能够大大提高生产力。

数字接口——为了实现自动化数据采集和校准，计算机接口是关键。采用可以和测温仪或其它系统部件(恒温槽和多路转换开关)相连接的RS-232或IEEE-488接口以及校准软件，实现自动校准。

二、热电阻测温电桥三线制原理

热电阻（thermalresistor）是中低温区最常用的一种温度检测器。热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。金属热电阻常用的感温材料种类较多，最常用的是铂丝。工业测量用金属热电阻材料除铂丝外，还有铜、镍、铁、铁—镍等。

中文名

热电阻

外文名

thermalresistor

主要种类

普通型热电阻，铠装热电阻

含义

中低温区最常用的一种温度检测器

快速

导航

工作原理

主要种类

测温原理

实际应用

接线方式

安装方法

主要区别

测量方法

热电阻

1、压簧式感温元件，抗振性能好；

热电阻（图1）

2、测温精度高；

3、机械强度高，耐高温耐压性能好；

4、进口薄膜电阻元件，性能可靠稳定。

工作原理

热电阻的测温原理是基于导体或半导体的电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。热电阻通常需要把电阻信号通过引线传递到计算机控制装置或者其它二次仪表上。

热电阻（图2）

主要种类

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。

铠装热电阻

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φmm。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。

端面热电阻

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。

隔爆型热电阻

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。

测温原理

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。目前主要有金属热电阻和半导体热敏电阻两类。

热电阻（图3）

金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示，即

Rt=Rt0[1+α（t-t0）]

式中，Rt为温度t时的阻值；Rt0为温度t0（通常t0=0℃）时对应电阻值；α为温度系数。

半导体热敏电阻的阻值和温度关系为

Rt=AeB/t

式中Rt为温度为t时的阻值；A、B取决于半导体材料的结构的常数。

测温用PT100，两线、三线和四线制，哪种更准确？

PT100，是电机产品比较常用的测温元件，特别是高压电机、低压大功率电机，以及一些对于运行状况动态要求较高的电机产品，都将PT100作为产品的标准配置，主要包括电机的绕组测温和轴承测温；更多的时候，三相电机绕组和轴承会选择三线制PT100。那么，两线制、三线制和四线制的PT100，究竟有何不同，对于测量结果会不会有准确度影响。

从不同线制的测量原理分析，二线和三线制PT100，是采用电桥法测量，反映温度值与模拟量输出值的关系。而四线制是采用恒流源发送，电压计测量，最后给出测量电阻值。但对于实际的使用者，我们更关心最终的测量精度。

两线制PT100铂电阻引出两线，接线时，电流回路和电压测量回路合二为一，测量精度差，因而一般很少使用，只应用在粗略测量的场合。

三线制PT00铂电阻引出三根线，接线时，电流回路的参数端和电压测量回路的参数端为一条线。这种线制的PT100精度要稍好些，电机测温及其他工业现场通常采用三线制铂电阻。

而四线制PT100，就是从热电阻两端各引出2根线，一共需引出线共4根，接线时，电路回路和电压测量回路独立分开接线，测量精度高，但需要导线多。更多在测量精度要求较高的场合使用。

在与PT100使用者沟通过程发现，使用者将三相电机采用的多点测温与PT100的线制概念混淆，这个我们可以从每支PT100接线端线的根数进行区分，电机中比较常用的三线制PT100有3个接线端，以一白两红的颜色进行区分，PT100的电阻值，随着温度的变化而变化。温度和电阻的关系基本接近于线性关系，偏差极小，且电气性能稳定。耐振动、可靠性高，同时具有精确灵敏、稳定性好、产品寿命长和安装方便等优点。在此要特别提醒，PT100连接过程中，必须将屏蔽层可靠接地。

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