淺析提高工業(yè)鉑電阻溫度計(jì)的測(cè)量準(zhǔn)確度

陳超

摘 要：溫度是對(duì)科學(xué)研究工作和工業(yè)生產(chǎn)中影響最大的一個(gè)因素，然而溫度的測(cè)量是一個(gè)艱巨的工作，因?yàn)闇囟葴y(cè)量工作進(jìn)行的過程中會(huì)受到各種環(huán)境因素及測(cè)量?jī)x器自身的影響，導(dǎo)致結(jié)果不精準(zhǔn)。工業(yè)上應(yīng)用鉑電阻溫度計(jì)對(duì)溫度的測(cè)量結(jié)果會(huì)在設(shè)計(jì)工業(yè)鉑電阻溫度計(jì)的測(cè)量布驟、選擇需要測(cè)量的電路、矯正硬件設(shè)施、選擇微處理器ADC模式、預(yù)處理微信號(hào)等工作進(jìn)行的過程中受到影響。因此，我們要尋找能有效提高工業(yè)鉑電阻溫度計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度的方法。

關(guān)鍵詞：工業(yè)鉑電阻溫度計(jì);測(cè)量準(zhǔn)確度

一、引言

工業(yè)生產(chǎn)中測(cè)量溫度常用的儀器有：玻璃液體溫度計(jì)、鉑電阻溫度計(jì)、熱電力溫度計(jì)。不同種類的溫度計(jì)有他們各自的優(yōu)缺點(diǎn)、自身材質(zhì)的不同對(duì)測(cè)量結(jié)果也會(huì)造成不同程度的影響。玻璃液體溫度計(jì)的構(gòu)造簡(jiǎn)單、測(cè)量結(jié)果更清晰明了，但是它需要耗費(fèi)人力記錄測(cè)量結(jié)果不能直接傳送到計(jì)算機(jī)、不能長(zhǎng)途運(yùn)輸、因?yàn)樗怯刹Ａе谱鞯脑谶\(yùn)輸過程中容易破碎，因此使用它測(cè)量出來的結(jié)果誤差較大。

熱電偶溫度計(jì)構(gòu)造簡(jiǎn)單、價(jià)格低在市場(chǎng)上很容易買到、安裝快、能長(zhǎng)途運(yùn)輸，但它的測(cè)量需要具備冷端溫度補(bǔ)償費(fèi)條件，操作過程麻煩。工業(yè)鉑電阻溫度計(jì)的測(cè)量范圍是-200℃～850℃，且在0℃的條件下測(cè)量的誤差為0.15℃，測(cè)量結(jié)果較穩(wěn)定。工業(yè)鉑電阻溫度計(jì)對(duì)溫度的敏感度高、反應(yīng)時(shí)間短、測(cè)量范圍廣、測(cè)量結(jié)果誤差小且準(zhǔn)確有效，但它在制造時(shí)對(duì)制造材料的要求極高，造價(jià)高，提高了工業(yè)生產(chǎn)中的成本，很多小型工業(yè)在生產(chǎn)中測(cè)量溫度的時(shí)候不會(huì)選擇鉑電阻溫度計(jì)。因此，我們需要研究如何在不增加生產(chǎn)成本的前提下提高鉑電阻溫度計(jì)的測(cè)量準(zhǔn)確度。

二、工業(yè)鉑電阻溫度計(jì)的原理

金屬鉑較軟、具有良好的延展性、導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性。用其制成的工業(yè)鉑電阻溫度計(jì)能包容的熱量少、能遠(yuǎn)距離傳輸電阻信號(hào)。不過他在使用時(shí)連接電源會(huì)使周圍環(huán)境溫度升高影響測(cè)量結(jié)果，所以需要外部電源供電。鉑電阻之所以能被作為溫度傳感器使用，是因?yàn)樗鳛閷?dǎo)體時(shí)電阻值隨溫度的升高而增大。在選擇制作熱電阻的材料時(shí)要選用電阻溫度系數(shù)高的，因?yàn)殡娮铚囟认禂?shù)越高材料的穩(wěn)定性越好。基于此原理，在工業(yè)生產(chǎn)中使用的溫度傳感器選用純度高的鉑電阻，因?yàn)殂K電阻的純度越高它的延展性就越好。

三、用Pt100鉑電阻溫度自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)檢測(cè)鉑電阻溫度計(jì)

用Pt100鉑電阻溫度測(cè)試系統(tǒng)檢測(cè)工業(yè)鉑電阻溫度計(jì)，對(duì)包含鉑電阻、連接線、接收板、計(jì)算器等一些零部件在內(nèi)的全部測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，尋找鉑電阻的線性回歸方程并畫出圖線，方便對(duì)檢測(cè)結(jié)果的檢查。根據(jù)線性回歸方程式得出的圖線修改鉑電阻溫度計(jì)的測(cè)量結(jié)果，對(duì)提高鉑電阻溫度計(jì)的測(cè)量準(zhǔn)確度有很大的作用。容量式冷熱壓縮機(jī)就是使用Pt100鉑電阻溫度測(cè)試系統(tǒng)的例子，按照國(guó)家要求的GB/T《容量式冷熱壓縮機(jī)組》把每個(gè)測(cè)試結(jié)果的誤差范圍控制在0.1，用熱電力溫度計(jì)或鉑電阻溫度計(jì)測(cè)量溫度。

3.1Pt100鉑電阻的工業(yè)原理

Pt代表金屬鉑、數(shù)字代表金屬鉑作為導(dǎo)體時(shí)在0℃的條件下達(dá)到的電阻值、100℃的條件下阻值為135.8歐姆，作為導(dǎo)體它的阻值會(huì)隨著溫度的升高而增大，變化趨勢(shì)呈拋物線。市場(chǎng)上常見的Pt100鉑電阻的感溫部位主要由陶瓷、玻璃這類導(dǎo)熱性能好的材料制作。

3.2Pt100鉑電阻溫度自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的操作要求

為了降低引線電阻對(duì)檢測(cè)工作的干擾，Pt100鉑電阻自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)使用三線接法，接線使用的信號(hào)線最好選擇帶自動(dòng)屏蔽功能的三芯銅線，能屏蔽附近強(qiáng)電流對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的影響，降低測(cè)量結(jié)果的誤差。避免人為因素對(duì)結(jié)果造成的影響，使用計(jì)算機(jī)測(cè)試時(shí)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)的保存和備份，防止數(shù)據(jù)丟失。在執(zhí)行測(cè)試前對(duì)Pt100鉑電阻自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，防止在測(cè)試過程中系統(tǒng)出現(xiàn)故障，影響測(cè)試進(jìn)度。

因Pt100鉑電阻受溫度的影響大，因此在檢測(cè)過程中要確保檢測(cè)系統(tǒng)本身的溫度是一定的，防止在工作時(shí)系統(tǒng)自身的溫度變化對(duì)使檢測(cè)結(jié)果失效，一旦系統(tǒng)本身出現(xiàn)故障會(huì)嚴(yán)重影響工作進(jìn)度。為了提高鉑電阻溫度計(jì)測(cè)量的準(zhǔn)確度、降低測(cè)量結(jié)果的誤差，在使用此方法的過程中要按規(guī)定操作并進(jìn)行定期檢查維修，避免人工原因?qū)C(jī)器的破壞。使機(jī)器整體整潔干凈、定時(shí)檢查電路和氣路是否被異物阻塞、找到放置機(jī)器的專區(qū)避免電和磁對(duì)操作過程產(chǎn)生影響。機(jī)器的接口處應(yīng)該進(jìn)行防水防潮措施，配備專業(yè)人員對(duì)機(jī)器進(jìn)行操作和管理，嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行操作。禁止在機(jī)器附近進(jìn)行噪音大的工作防止對(duì)傳感器造成損傷，影響測(cè)量結(jié)果。按照以上要求進(jìn)行測(cè)試，不僅能提高檢測(cè)系統(tǒng)本身的精準(zhǔn)度還能使測(cè)試結(jié)果更準(zhǔn)確。

3.3對(duì)比測(cè)驗(yàn)結(jié)果，使測(cè)驗(yàn)結(jié)果更具有說服力

將通過檢測(cè)系統(tǒng)回歸方程得出的測(cè)量結(jié)果與用其他方法得出的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，不僅能找出數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤還能使結(jié)果更準(zhǔn)確，更具有說服力。通過改變檢測(cè)時(shí)的溫度，不僅能提高系統(tǒng)本身對(duì)溫度的敏感度還能找出不符合系統(tǒng)回歸方程的數(shù)據(jù)，反思在檢測(cè)過程中操作的失誤之處。

四、結(jié)語

綜上，Pt100鉑電阻溫度自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)試鉑電阻溫度計(jì)從而提高測(cè)量準(zhǔn)確度的方法，通過檢測(cè)系統(tǒng)鉑電阻的線性回歸方程提高鉑電阻溫度計(jì)測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)度。有效的改善了溫度因素對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的影響，另外運(yùn)用此方法消耗的人力物力財(cái)力都相對(duì)較低，且達(dá)到的效果樂觀，可以應(yīng)用于大多數(shù)工業(yè)生產(chǎn)過程中，對(duì)我國(guó)工業(yè)發(fā)展具有顯著作用。

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（東華計(jì)量測(cè)試研究院? ?江西? 南昌? ?330000）