關(guān)于熱電阻接線原理及應(yīng)用

熱電阻（thermal resistor）是中低溫區(qū)常用的一種溫度檢測(cè)器。

熱電阻測(cè)溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來(lái)進(jìn)行溫度測(cè)量的。它的主要特點(diǎn)是測(cè)量精度高，性能穩(wěn)定。其中鉑熱電阻的測(cè)量精確度是最高的，它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。熱電阻大都由純金屬材料制成，應(yīng)用最多的是鉑和銅，此外，已開(kāi)始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。金屬熱電阻常用的感溫材料種類較多，常用的是鉑絲。工業(yè)測(cè)量用金屬熱電阻材料除鉑絲外，還有銅、鎳、鐵、鐵—鎳等。

下面講述熱電阻二線制、三線制與四線制的接線原理以及在化工領(lǐng)域的應(yīng)用：

 一、接線原理

- 二線制：熱電阻兩端各連接一根導(dǎo)線引出電阻信號(hào)。測(cè)量時(shí)，電流通過(guò)導(dǎo)線和熱電阻，根據(jù)歐姆定律，測(cè)量回路電流和熱電阻兩端電壓得出電阻值，進(jìn)而得到溫度值。但導(dǎo)線電阻會(huì)引入誤差，適用于測(cè)量精度要求較低的場(chǎng)合.

- 三線制：熱電阻根部一端連一根引線，另一端連兩根引線。通常與電橋配套使用，將一根導(dǎo)線接到電橋電源端，其余兩根分別接到熱電阻所在橋臂及相鄰橋臂上，使兩橋臂引入相同引線電阻，電橋平衡時(shí)，引線電阻變化不影響測(cè)量結(jié)果，可較好消除引線電阻影響，廣泛應(yīng)用于工業(yè)過(guò)程控制.

- 四線制：在熱電阻根部?jī)啥烁鬟B接兩根導(dǎo)線，其中兩根引線為熱電阻提供恒定電流，將電阻轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，再通過(guò)另兩根引線把電壓引至二次儀表。這種方式消除了引線電阻的影響，主要用于高精度的溫度檢測(cè).

熱電阻采用三線制接法。采用三線制是為了消除連接導(dǎo)線電阻引起的測(cè)量誤差。這是因?yàn)闇y(cè)量熱電阻的電路一般是不平衡電橋。熱電阻作為電橋的一個(gè)橋臂電阻，其連接導(dǎo)線（從熱電阻到中控室）也成為橋臂電阻的一部分，這一部分電阻是未知的且隨環(huán)境溫度變化，造成測(cè)量誤差。采用三線制，將導(dǎo)線一根接到電橋的電源端，其余兩根分別接到熱電阻所在的橋臂及與其相鄰的橋臂上，這樣消除了導(dǎo)線線路電阻帶來(lái)的測(cè)量誤差。

二、化工應(yīng)用

- 二線制：在一些對(duì)溫度測(cè)量精度要求不高的化工輔助系統(tǒng)中，如化工倉(cāng)庫(kù)的溫度監(jiān)測(cè)，環(huán)境溫度變化范圍小且對(duì)溫度控制精度要求不高，二線制熱電阻可滿足基本監(jiān)測(cè)需求，成本低、布線簡(jiǎn)單。

- 三線制：化工生產(chǎn)中的反應(yīng)釜溫度控制是常見(jiàn)應(yīng)用場(chǎng)景，如合成氨反應(yīng)釜溫度需控制在400-500℃，三線制熱電阻可準(zhǔn)確測(cè)量并傳輸溫度信號(hào)，配合控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)溫度控制，保證反應(yīng)正常進(jìn)行，且布線相對(duì)簡(jiǎn)單、成本適中，在化工過(guò)程控制中應(yīng)用廣泛.

- 四線制：在化工高精度實(shí)驗(yàn)研究或?qū)囟葴y(cè)量精度要求的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，如研發(fā)新型化工催化劑時(shí)，需精確控制反應(yīng)溫度，微小溫度變化都可能影響催化劑性能，四線制熱電阻可提供高精度溫度測(cè)量，確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，為催化劑研發(fā)提供有力支持.

例如：大型LNG儲(chǔ)罐內(nèi)部測(cè)溫用平均溫度（四線制）能夠精準(zhǔn)反應(yīng)罐內(nèi)LNG的溫差變化情況，實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)信息。

三、結(jié)論

根據(jù)石油化工工程項(xiàng)目實(shí)際情況，合理選用溫度傳感器類型（二線制、三線制、四線制）+變送器（帶表頭顯示），滿足工藝裝置生產(chǎn)的需求和目的保證生產(chǎn)順利進(jìn)行。