摘 要：浅谈热电阻的测温原理及介绍非电量转换为电量的交换电路、用热电阻正确测量及消除或减小信号回路干扰是保证测温精度的前提。
关键词：温度 热电阻 测温原理 构成 转换电路 三线制 干扰 补偿方式
1 概述
在电力系统中,保证各种类型机组的安全运行,是我们工作的重心,它不但关系到企业的经济利益,更关系到人的生命安全.而在众多监测电气设备安全运行的因素中,温度的监测显得尤为重要, 如：发电机定子温度、轴承、轴瓦、变压器铁心温度等等， 我们可以通过温度的变化趋势判断设备的工作状况,将事故消灭在萌芽状态,减小经济损失. 因此如何准确的把温度这一量值传递好，使机组的在线温度测量准确，是电力系统温度计量工作者的主要职责。
2 热电阻的测温原理
电阻温度计是基于金属导体或半导体电阻值与本身温度差成一定函数关系的原理实现温度测量的，即金属导体或半导体的电阻— 温度函数关系一旦确定后，就可以通过测量置于测温对象之中并与测温对象达到热平衡的热电阻的阻值而求得对象的温度.它一般应用在-200℃～500℃ 范围内的温度测量。金属导体或半导体的电阻与温度关系一般可表示为：
Rt=Rto [1+α(t-t0)]
式中 Rt----温度为t时刻的电阻值
Rto----温度为to时刻的电阻值
α----电阻温度系数，即温度每升高1℃时的电阻相对变化量
热电阻目前可分为：Pt100 、Cu50、BA1、BA2等分度号，在使用中常用连接导线及电阻则量仪表（显示部分）等组成，框图如下：
 
此外，由于它输出的是电阻信号，故它可以远距离显示或传送信号，便于集中监控。
3 非电量转换为电量（桥式方式接入）
在各种接线方式中，三线制在测温系统中运用较广泛，它是如何将非电量转换为电量及如何消除引线随温度变化所带来的测量误差？如图1所示：
给a,b两点输入一稳定电压,不平衡电桥由锰铜电阻①:R1、R2、R3 、R4和r1、r2、r3线路电阻及测量电阻Rto 组成，其中：R1 = R2 ；R3 = R4 ；r1 = r2 = r3 , Rto为零摄氏度的电阻值，即：R1(R4+ r2+Rto)= R2(R3+ r1)；当Rto变化时，△U变化，即非电量→电量，当环境温度变化引起r1、r2、r3变化时，将使c,d两点电位同时变化（上升或下降），即△U不变，故r1、r2、r3的变化将不影响测量的准确性，从而消除引线误差。
4 初探测温误差的引入及解决方法
测温仪表是通过测温元件的电阻值的测量来检测温度的，所以引线电阻值的大小、引线电阻的变化（受温度影响）及信号回路的干扰直接影响其测量精度，因此必须采取措施来消除引线电阻及干扰所引起的误差，从而提高测量精度，下面我们就进行分析。
4.1 引线电阻的补偿方式
热电阻的接线方法有两线制、三线制、四线制方式，两线制不能消除因引线电阻的变化所引起的测量误差，三线制接法在配合电桥电路（上面分析过）侧温时，可以减小或消除因引线电阻变化所引起的测温误差，四线制接法通常用于标准铂电阻；用于配合电位差计测量电阻时，消除引线电阻的影响，除上面提出的线路电阻补偿桥式外，还有双电源电路②、单电源电路③。
4.2 信号回路的干扰和抑制
由于热电阻测量回路有可能穿越强磁场、电缆层及其附近的电力电缆和控制电缆将对信号线感应而产生干扰，主要表现为干扰电压有时高达几十伏，从而影响测量。为了阻止干扰侵入信号回路应从柜内外的配线、接地系统等各方面采取措施，主要方法：(1)对直接连接外部电缆的输入端（信号线路上）附加一定量的滤波电容（如图1），不仅能够抑制高频干扰信号，而且能够阻止过大的脉冲噪声损坏电路元件；(2)更换屏 蔽电缆，使屏蔽电缆接地（采用一点接地原则）；另外敷设电缆应分层、分类、相互间必须用隔板隔开等方式。
5 结论
总之在测温系统中，为保证温度仪表的准确可靠运行，除对上述提出的外，还应对仪表本身进行认真检修、鉴定、对测温元件、连接线路以及切换开关的安装和检修质量也是非常重要的，不论那一个环节出现差错都会产生很大的测量误差，影响工作人员的判断，甚至不能工作。
6 参考文献
[1] 张松春 等.电子控制设备抗干扰技术及应用.机械工业出版社,1995.
[2] 张淑玉.电厂热力过程自动化.水利电力出版社,1993.
[3] 李谦,张少伟.电力工业部计量鉴定人员培训考核教材.辽宁科学技术出版社,1995年
7 注释
①．温度系数小，电阻值基本不随温度变化。
②．详细分析可参阅文献[3]第947页～948页。
③．详细分析可参阅文献[3]第912页～913页。 |
