鉑電阻介紹
錦州精微儀表有限公司制造的鉑線外繞整體燒結(jié)鉑電阻專利是綜合下兩種技術(shù)的優(yōu)缺點取長避短的綜合產(chǎn)物。體現(xiàn)了抗震、穩(wěn)定、體積小,不自熱、壽命長、引線強度高等優(yōu)點。
目前我公司客戶過千家,都是基本上是回頭客,我們的產(chǎn)品重在質(zhì)量。有信心為各行各業(yè)做出更多貢獻。
一、整體燒結(jié)外繞線式陶瓷鉑電阻
該產(chǎn)品是楊忠林廠長根據(jù)線繞式鉑電阻抗過載能力強、自熱小、符合計量要求等優(yōu)點,結(jié)合薄膜鉑電阻體積小,抗振、響應(yīng)速度快等優(yōu)點進行了綜合設(shè)計,經(jīng)過大量試驗于1998年投入生產(chǎn)的新型鉑電。
投產(chǎn)至今(1998年—2011年)從用戶的使用情況看已充分證明了該型鉑電阻的高可靠、長壽命的優(yōu)良品質(zhì)。
陶瓷外繞式鉑電阻示意圖
該鉑電阻在結(jié)構(gòu)上(如圖)采用了引線在反端與電阻體燒結(jié)在一起,貫穿電阻體引出,引線與電阻體燒結(jié)處的陶瓷避開拉應(yīng)力使引線堅固,電阻體與引線燒結(jié)處在外力作用下不至于開裂;另一方面的優(yōu)點體現(xiàn)在鉑絲繞在電阻體外表面且用陶瓷覆蓋,燒為一體,使得該元件的反應(yīng)速度快;由于鉑絲分部在電阻體的外表面,有效散熱面積大、皮薄“0.1mm”散熱快,所以自熱系數(shù)??;由于鉑絲被約束在陶瓷的剛性體內(nèi)故不怕振動,長期穩(wěn)定性及壽命都好;又由于元件的燒結(jié)溫度較高(800℃以上)鉑絲的膨脹系數(shù)遠大于陶瓷的膨脹系數(shù),在燒結(jié)溫度時鉑絲取得較大的體積,隨著溫度的降低陶瓷固化在鉑絲外圍形成殼體,在使用溫度范圍內(nèi)從微觀上講,鉑絲屬于工作在一絲一腔的無應(yīng)力的自由狀態(tài)。如元件通入較大的電流,只有鉑絲加熱體積膨脹后仍在殼體容積以內(nèi),不破壞殼體,元件的固有參數(shù)不變。這也是該型鉑電阻能勝任熱線式流量傳感器的原因所在(參見熱式流量傳感器)。
1、與薄膜鉑電阻(參見薄膜鉑電阻)相比,抗過載能力特強、自熱小,長期穩(wěn)定性、線性都優(yōu)于薄膜電阻,抗振性相當,體積比薄膜電阻稍大,響應(yīng)時間稍慢。但100℃以上和0℃以下測溫在長期穩(wěn)定性和可靠性方面有不可比的優(yōu)勢。
2、與內(nèi)繞式陶瓷鉑電阻(參見內(nèi)繞式鉑電阻)相比,抗過載能力、抗振能力、響應(yīng)速度、長期穩(wěn)定性、及壽命有明顯優(yōu)勢,自熱系數(shù)相近。
3、執(zhí)行標準為JJG229-2010本標準符合IEC751:1983的電阻-----溫度關(guān)系公式及分度表(Pt100分度表、Pt1000分度表)。
4、選型參考:
選擇壽命長、適應(yīng)能力強的原件,整體燒結(jié)外繞線式陶瓷鉑電阻是較優(yōu)的選擇。
元件的精度和測溫范圍:
要根據(jù)現(xiàn)場實際要求而定,溫度范圍過大加工難度增加浪費成本。
●B級:±(0.30+0.005︱t︱)℃,溫度范圍:-200℃~500℃
●A級:±(0.15+0.002︱t︱)℃,溫度范圍:-150℃~400℃
●1/3B級:±1/3(0.30+0.005︱t︱)℃,溫度范圍:-100℃~350℃
●1/5B級:±1/5(0.30+0.005︱t︱)℃,溫度范圍:-60℃~300℃
●1/10B級:±1/10(0.30+0.005︱t︱)℃,溫度范圍:-30℃~200℃
●如要獲得高于1/10B級的精度,則必須配備具有非線性化修正的二次儀表。可選擇熱電阻“零溫漂”高精度智能一體化溫度變送器RS485輸出型或JWT4100Z,溫度范圍、精度等級高于1/10B級。
●如要在更寬范圍內(nèi)進行高精度測量,傳感器必須選用熱電偶。熱電偶“零溫漂”高精度智能一體化溫度變送器RS485輸出型或JWT4100R是好的選擇。
4.1、結(jié)構(gòu)形式及材料選擇
目前儀器設(shè)備越來越向節(jié)約型及微小型發(fā)展,測溫探頭都要求比較小,如φ2.5、φ3、φ3.5、φ4、φ5、φ6等,一般要根據(jù)用戶圖紙及技術(shù)要求(精度、溫度范圍、引線類型、響應(yīng)速度、壓力、環(huán)境介質(zhì)種類、密封等)完善接下來的設(shè)計,雙方達成共識后落實。
4.2、1/5B、1/10B精度的測溫元件的引線用0.12mm2以下的單四線,盡可能的不帶屏蔽以減少導熱誤差。
4.3、探頭尺寸對測量溫度的準確性有影響
有些用戶要求Pt100的精度很精,如1/5B、1/10B,根據(jù)經(jīng)驗1/3B用φ3保護管需要長度50mm以上;1/5B用φ3保護管需要長度100mm以上;1/10B用φ3保護管需要長度150mm以上;否則,無論探頭做的多準,由于保護管導熱,導線導熱等原因使得保護管的內(nèi)腔低于保護管外表面的溫度,使得本來合格的元件超差。若安裝空間不允許這么長怎么辦?就用微細熱電偶型“零溫漂”高精度智能一體化溫度變送器,如φ1mm、φ1.5、φ2探頭做成彈簧狀。
4.4、響應(yīng)時間:保護管越細,管壁越薄響應(yīng)越快。
4.5、精度與誤差一覽表(參考)表一
溫度(℃) |
C級(2B) |
B 級 |
A級(1/2B) |
AA級(1/3B) |
1/5B級 |
1/10B級 |
熱電偶一體化溫度變送器(℃) |
-200 |
±2.60(℃) |
±1.30(℃) |
±0.65(℃) |
———— |
———— |
———— |
±0.30(-200溫度計內(nèi)插測量) |
-100 |
±1.60(℃) |
±0.80(℃) |
±0.40(℃) |
±0.265(℃) |
———— |
———— |
±0.20 ———— |
-60 |
±1.20(℃) |
±0.60(℃) |
±0.30(℃) |
±0.200(℃) |
±0.12(℃) |
±0.060(℃) |
±0.15 ———— |
-30 |
±0.90(℃) |
±0.45(℃) |
±0.225(℃) |
±0.150(℃) |
±0.09(℃) |
±0.045(℃) |
±0.15 ———— |
0 |
±0.06(℃) |
±0.03(℃) |
±0.150(℃) |
±0.100(℃) |
±0.06(℃) |
±0.030(℃) |
±0.15 ———— |
50 |
±1.10(℃) |
±0.55(℃) |
±0.275(℃) |
±0.180(℃) |
±0.11(℃) |
±0.055(℃) |
±0.15 ———— |
100 |
±1.60(℃) |
±0.80(℃) |
±0.400(℃) |
±0.265(℃) |
±0.16(℃) |
±0.080(℃) |
±0.15 ———— |
200 |
±2.60(℃) |
±1.30(℃) |
±0.650(℃) |
±0.430(℃) |
±0.26(℃) |
±0.130(℃) |
±0.15 ———— |
250 |
±3.10(℃) |
±1.55(℃) |
±0.775(℃) |
±0.515(℃) |
±0.31(℃) |
±0.155(℃) |
±0.15 ———— |
300 |
±3.60(℃) |
±1.80(℃) |
±0.900(℃) |
±0.600(℃) |
±0.36(℃) |
±0.180(℃) |
±0.20 ———— |
350 |
±4.10(℃) |
±2.05(℃) |
±1.025(℃) |
±0.683(℃) |
±0.41(℃) |
±0.205(℃) |
±0.20 ———— |
400 |
±4.60(℃) |
±2.30(℃) |
±1.150(℃) |
±0.765(℃) |
±0.46(℃) |
±0.230(℃) |
±0.30 ———— |
500 |
±5.60(℃) |
±2.80(℃) |
±1.400(℃) |
±0.930(℃) |
±0.56(℃) |
±0.280(℃) |
±0.30 ———— |
550 |
±6.10(℃) |
±3.05(℃) |
±1.520(℃) |
±1.015(℃) |
±0.61(℃) |
———— |
±0.30 ———— |
600 |
±6.60(℃) |
±3.30(℃) |
±1.650(℃) |
±1.100(℃) |
±0.66(℃) |
———— |
±0.30 ———— |
650 |
±7.10(℃) |
±3.55(℃) |
±1.775(℃) |
±1.833(℃) |
±0.71(℃) |
———— |
±0.30(650℃溫度計內(nèi)插測量) |
700 |
±7.60(℃) |
±3.80(℃) |
±1.900(℃) |
±1.265(℃) |
———— |
———— |
±0.40(650℃溫度計+軟件外延) |
800 |
———— |
———— |
———— |
———— |
———— |
———— |
±0.45(650℃溫度計+軟件外延) |
900 |
———— |
———— |
———— |
———— |
———— |
———— |
±0.50(650℃溫度計+軟件外延) |
1000 |
———— |
———— |
———— |
———— |
———— |
———— |
±0.65(650℃溫度計+軟件外延) |
執(zhí)行標準:JJG229-2010
注:表中熱電偶一體化溫度變送器一欄是在鉑電阻測溫所不能實現(xiàn)較安全的溫度范圍和精度等級所采用的解決方案,表1所示精度為可達到的較優(yōu)精度。希望優(yōu)先選擇RS485輸出的熱電偶一體化溫度變送器,配用RS485輸入的二次儀表實現(xiàn)信號無損失的傳送精度及各種調(diào)節(jié)控制功能。
4.6、精密鉑電阻溫度計
?。?)按0~650℃、按0~420℃、0~-100℃、0~-200℃分段,正溫度與負溫度不能混用否則穩(wěn)定性下降。
?。?)不按鉑電阻的精度等級分級,只給出對應(yīng)溫度計的真值表。真值表中的溫度對應(yīng)的阻值分別輸入到精密檢測儀中(如JT-11A),接上該溫度計就能檢測(1)溫度范圍的介質(zhì)溫度,誤差≤±0.02℃。溫度計的年穩(wěn)定度≤±0.005℃(5mK)。
二、膜式鉑電阻存在的缺陷
這是目前用得較多的且故障較多的一種叫薄膜鉑電阻,為什么用的多呢?因為它在工藝上可實現(xiàn)自動化生產(chǎn),用的工時及材料成本幾十倍的降低,所以便宜,商家可以得到利益的較大化。所以市場占有率較大。
他的缺點是穩(wěn)定性太差,抗溫度交變能力差,溫度范圍窄;其根本原因是陶瓷基片只能用三氧化二鋁(AI2O3)膨脹系數(shù)是(6.8~8)×10-6,而鉑的膨脹系數(shù)是10.2×10-6,在常溫環(huán)境制造出的Pt100或Pt100元件本身就存在溫度系數(shù)不一致,所以薄膜鉑電阻在常溫小溫度范圍使用可以,大范圍溫度使用就產(chǎn)生由于膨脹系數(shù)不一致造成鉑膜與陶瓷基片結(jié)合面脫皮,使原件的原始參數(shù)改變。這就是薄膜鉑電阻不穩(wěn)定不可靠的直接原因。人們會想能不能找到與鉑膨脹系數(shù)相同的陶瓷,反正我現(xiàn)在是沒找著,若找到我也干薄膜鉑電阻了。
第二個缺點是自熱大。
但它的突出優(yōu)點是,體積小,抗震,成本低便宜,在民用家電0—80℃使用有優(yōu)勢,(民用產(chǎn)品不追究零點幾度的不穩(wěn)定性)。
三、內(nèi)繞式陶瓷鉑電阻
這是目前用得比較多的一種叫內(nèi)繞式陶瓷鉑電阻。
在結(jié)構(gòu)上它存在兩個嚴重的缺點:
1、引線與鉑絲焊點處封裝的陶瓷釉承受的是拉應(yīng)力,特別是測量溫度較高時,陶瓷釉與電阻體的結(jié)和強度下降很容易在這拉開;
2、彈簧狀的鉑絲在電阻體的兩孔中如圖狀態(tài)或孔內(nèi)灌裝陶瓷顆粒,均為鉑絲自由狀態(tài)。因此該型鉑電阻不抗震,斷路和短路的故障多。
3、但它的優(yōu)點是:自熱不大,無振動、溫度不高場合穩(wěn)定性好。
錦州精微儀表有限公司主營產(chǎn)品有pt20、本安型恒功率熱式流量計、恒功率熱式流量計、油氣回收流量計、pt100、溫場校驗儀、高精密測溫儀、鉑電阻、pt100鉑電阻、熱式流量傳感器、熱電阻、熱電偶、pt100熱電阻、溫度變送器、溫度傳感器等。