热电阻范文1
疏水探针属于带保护管型二次复合全铠装热电偶（热电阻'>热电阻），由于其动态特性特别好，可用于高温高压的压力容器及管道上进行流体介质的快速温度测量。虽然它的热元件（偶丝或热电阻'>热电阻元件）对外壳（保护管或铠体）是绝缘的，但它的响应速度却达到了极高（τ0.5=3.24秒）的程度，因此它的诞生解决了困扰人们多年的难题，在需要快速测温的系统应用中可得到十分理想的效果。
1背景技术
1.1常规热电偶（热电阻'>热电阻）存在的问题
常规带保护套管的热电偶（热电阻'>热电阻）是由保护套管和带绝缘材料（瓷珠、玻璃管等）的热元件或铠装热元件、接线盒（偶头）等部分组成。其测温的敏感区在其尖端（感温端），在测温过程中被测介质的热量先传到套管端部，使端部金属温度上升，然后再经过套管与热元件之间的接触部分或空气间隙、绝缘体等传到热元件（热接点）。如果是铠装热元件还须先加热铠体，然后经绝缘层传到热元件（热接点）在传热过程中因以下原因使传热过程变慢：
（1）保护管及其端部体积较大，热容量较大，所以温升较慢。
（2）如要求热元件绝缘，则保护管与热元件不能直接接触，只能通过空气隙或绝缘层传热使传热过程变慢。
（3）如采用铠装热元件，则往往铠体与保护管之间为点接触，有时还接触不良，即使采用弹簧压紧方法也仅仅使点接触稍好一点，但并不根本解决问题。
（4）不少热电偶（热电阻'>热电阻）热元件尺寸偏大，尤其是热电阻'>热电阻，使本身热容量大造成温度变化慢。
（5）由于多层结构原因造成传热过程从外层传到内层最后到达内部，使传热过程变得很慢。
国家标准衡量热电偶（热电阻'>热电阻）动态响应速度是其在阶跃扰动下，变化量达到最终值的10、50、90所经历的时间τ0.1、τ0.5、τ0.9、一般常规带保护管的装配式热电偶的τ0.5、约为60—120秒。
1.2改善带保护管的热电偶（热电阻'>热电阻）动态特性的常规措施和存在的问题。
（1）多年来人们为改善热电偶（热电阻'>热电阻）的动态特性做了不少努力，采取了以下措施，也得了一定效果，但因为要求元件与外壳（地）绝缘，所以始终未能达到理想效果。
①在改善传热方面：尽量减小空气隙或以固体绝缘材料代替空气隙，如不用偶丝穿瓷管等装配式结构（wrn系列），采用铠装热元件（wrnk系列），既达到了绝缘目的，又减小了传热过程中的空气隙。图1是采用装配式元件与采用铠装元件的带保护管的热电偶从冰点向沸点的阶跃扰动件的带保护管的热电偶从冰点向沸点的阶跃扰动实录曲线，从图中可知前者的、τ0.5为90秒，后者为70.8秒。
②采取加弹簧压紧的方法，使热元件与套管端部接触可靠；采用面接触方式增大传热面积的方法。如：套管端部内孔与铠装热元件外径配合安装使接触面呈柱面或将热元件端部与套管端部加工成圆锥，使接触面增大，均能取得一定效果。如wrnk—的τ0.5为51秒。
③在减小热容量方面：采用将保护管端部加工成小直径圆柱的方式及尽量采用小尺寸元件，如用细的偶丝以及用微型薄膜热电阻'>热电阻等。综合采用上述的措施后，目前国内最好的高温高压带保护管的热电偶（热电阻'>热电阻）的τ0.5可达到30秒以下。
（2）热接点接地的方式
采用热接点直接接触保护管尖端或干脆把热接点与保护管端部焊到一起的方法，这种方法可以使动态特性达到较理想程度，但却带来一个致命的问题，即热元件必须接地。
由于热元件接地使一般监控系统造成两点接地，使系统干扰大幅度增加，模拟指示表漂摆，数显表乱跳字，尤其是计算机监控系统，元件接地有时使系统根本不能工作，严重时会造成i/o（输入/输出）模件损坏，所以，这种结构目前极少采用。
1.3疏水探针改善带保护管热电偶（热电阻'>热电阻）动态特性的技术措施
（1）将保护套管端部金属与热元件（铠装型）铠体合二而一，减少了从被测介质向热元件敏感区热端传热过程的环节。
（2）采用全铠装结构使保护管尖端金属向元件热端传热完全取消了空气隙，仅剩一层致密的mgo固体绝缘层，这样大幅度地降低了传热热阻。
（3）采用小热容量元件（细偶丝或微型薄膜热电阻'>热电阻元件）使热惯性降至较低水平。
疏水探针的保护管采用耐热合金材料（icr18ni9ti）使本身具有耐高温性能；采用特殊焊接和压合技术，使整个热电偶（热电阻'>热电阻）具有承受高压（≥40mpa）的能力；采用优质全铠装热电偶（热电阻'>热电阻）元件，使疏水探针具有极高的元件对外绝缘电阻ri值（常温ri≥2000mω，500℃时ri≥300mω）。
采取以上技术措施后，疏水探针获得了动态响应时间τ0.5=3.24秒的快速特性。图2是疏水探针在水浴与冰瓶中经正向（图中右）和负向（图中左）阶跃扰动下的飞升特性曲线，从曲线可知τ0.5达到了3.24秒。
2应用范围及使用方法
（1）用于疏水监控系统，可快速检测汽轮机本体、主汽管道、抽汽管道、高压缸排汽管道或旁路系统减温器后管道在工作状态下（过热蒸汽介质）突发性产生蒸汽带水、疏水和产生两相流情况的发生。用于汽轮机防进水保护、排汽与抽汽管道快速自动疏水、旁路后管道自动疏水等保护系统，可防止汽机弯轴、管道破裂等事故发生，可代替电接点疏水检测方式，取消疏水罐。
①安装方法
可将疏水探针安装在管道或容器下部积存疏水的位置，取样开孔在下管壁，插座朝下，疏水探针向上插入，必要时可在同一管道截面的上部加装一个对比热电偶（可用疏水探针或普通用热电偶）以进行对比判别。
②监控方式
·对比方式将疏水探针所测管道下部介质温度与上部介质温度在比较器模块进行比较，当二者的差值达到所整定值时进行报警和联动疏水保护。
·速率判别方式，将疏水探针所测管道下部介质温度进行速率判别，如其速率超过所整定值时，表明来水，即进行报警和联动疏水保护。
（2）用于小惯性系统的快速温度监测和需要快速测温的调节系统（例如锅炉i、ii级减温器的喷水点后）
①安装方法
安装方法同常规热电偶
②使用方法
用于小惯性系统的快速温度监测须注意模拟量输入通道的滤波时间常数不宜过大，最好≤1秒。
用于快速测温的调节系统须在副环整定时按比常规热电偶采用的时间常数更小的时间常数进行整定，可获得较快的调节速度和较高的稳定性。
热电阻范文2
关键字：接触热阻;不完全贴合;热仿真;自然散热
引言
在自然散热的电子设备散热过程中，主要热传递路径为：元器件印制板支撑架（模块壳体）导轨箱体机箱周围空气冷却，热量传递过程热阻包括传导热阻和界面接触热阻[1]。由于这些接触的表面很难完全贴合或理想光滑，因此结构件之间热传导必然存在接触热阻。自然散热电子设备内结构件接触的间隙中存有空气[2]。由于在温度低于700K的环境下，辐射换热可以忽略。并且自然散热电子设备内气体介质的流动较小，间隙内的热传导主要以空气的传导换热。因此，接触界面之间的热传导主要依靠微小接触面之间的实体热传导和间隙气体介质的传导[3]。研究表明，对界面接触热阻的产生的影响因素较多，主要有结构件材料的热参数，间隙间介质的热参数，气压（环境压力），接触表面特征参数，加载压力，材料微硬度等[4]。本文通过采用不完全贴合接触面的热阻计算模型对接触界面热阻进行分析，然后将热阻值考虑到电子设备的热仿真分析中，对电子设备结构的热仿真进行补充完善，提高电子设备热设计和分析的精确性。
1机箱导轨及模块冷板间接触热阻的计算分析
自然散热的标准电子设备内，各模块主要通过锁紧块固定安装在箱体导轨内，典型安装结构图如图1所示。模块上芯片热流除了部分自然散热，大部分通过模块冷板与机箱导轨接触面将热量导到机箱箱体上，进而将热量传递到周围环境中。不完全贴合接触面的接触热阻Rj主要由微接触热阻Rs、宏接触热阻RL、微间隙热阻Rg、宏间隙热阻RG[5]，具体计算分析模型如下：其中:c1,c2为接触材料的维氏微硬度系数；F为预紧力；aL为界面接触的实际接触半径；bL为接触面总外径；Y为接触面间平均距离；M为空气参数；D为宏间隙间距；kg为空气热导率。针对采用铝合金材料的模块冷板和机箱结构，并且锁紧块产生的压力大小为550N。铝合金材料的维氏微硬度系数及弹性模量、热导率、空气等相关系数为：c1=1.09GPa，c2=0.008,kg=0.026W/（m•K），v1=v2=0.33，T=300K，Mg=29，Ms=27，ks=179W/（m•K），E1=E2=71GPa,Pr=0.703,CP=1.007g/（J•K）,CV=0.72g/（J•K）,Λ=6.25×10-9。通过不完全贴合接触热阻计算模型分析得室温下模块与导轨之间的接触热阻大小为Rj=0.0002273K•m2/W；并依据稳态热导率测试标准ASTMD5470对相同结构的接触热阻测量得Rj=0.000246K•m2/W；可见，采用不完全贴合面理论分析模型对模块与导轨接触热阻具有一定的准确性，误差仅为7%左右。
2电子设备热仿真对比分析
为了进一步分析接触热阻对热仿真分析准确度的影响，针对自然散热电子设备结构进行热仿真分析。整机结构模型如图2所示。在该电子设备整机热仿真过程中，考虑导轨和模型的接触界面的热阻值，将仿真结果与实测值、无接触热阻值进行对比分析。仿真结果如表2所示。由表1可知，在该自然散热电子设备结构中，充分考虑导轨与模块接触面的接触热阻值后可使得仿真精度提高近5%左右。在考虑接触热阻后，热仿真结果能控制在10%左右，因此，在电子设备热仿真分析过程中，热传递途径上的界面接触热阻应当充分考虑进去。
3结论
热电阻范文3
关键词：热敏电阻传感器;原理;选用
前言：温度表示了物体冷热程度，温度的测量与控制，一直都是电气自动化控制的一项重要任务，在工业现场与家庭生活中都存在着许多温度控制的要求，而准确的温度控制又决定着某种控制任务是否成功。
一、热敏电阻的结构和原理
热敏电阻是由金属氧化物采用粉末冶金的工艺制成的一种合金体（用锰、镍、钴、铁、铜等粉料按一定配方压制成型后，经1000～1500℃高温烧结而成，通过改变合金的配比可以制成不同温度范围、阻值及温度系数的热敏电阻），其引出线一般采用银线。热敏电阻的阻值在室温（25℃）时可从几百欧变化到几兆欧，其可测量的温度范围为-200～+1000℃。利用这种电阻随温度变化呈显著变化的特性制成的一种敏感元件称为热敏电阻传感器。
（一）热敏电阻的特点。（1）电阻温度系数大，灵敏度高，可测量微小的温度变化（0.002～0.005℃）。（2）结构简单，体积小，直径可做到小于0.5mm，可以测量点温度。（3）电阻率高，热惯性小，响应速度快，响应时间可以短到毫秒级，适宜动态测量。（4）易于维护和进行远距离控制。（5）热敏电阻的缺点是互换性差，电阻―温度曲线为非线性。
（二）热敏电阻的分类。（1）电阻值随温度升高而升高的，称为正温度系数（PTC）热敏电阻;（2）电阻值随温度升高而降低的，称为负温度系数（NTC）热敏电阻;（3）具有正或者负温度系数特性，但在某一温度范围电阻值发生巨大变化的，称为突变型温度系数（CTR）热敏电阻。
二、热敏电阻传感器的基本参数
（一）测量温度范围。不同的合金和工艺形成的热敏电阻会有不同的测量范围，应用中根据测量要求恰当选择测量温度的范围。常温器件适用于-55～315℃，高温器件可以更高，最高可以达1000℃，低温器件适用于-273～55℃。其中，-55～315℃是热敏电阻最适合的工作温度范围。
（二）热敏电阻的标称电阻值。是指25℃零功率时的电阻值。即常温时，没有通电的情况下热敏电阻的阻值，其阻值变化范围可以从几欧到几十兆欧。在同一系列的热敏电阻中，其标称值的范围可以从几欧到10kΩ以上，可供在不同的控制任务中选择。
（三）额定功率。是指热敏电阻在常温、常压条件下，长期连续运行所允许的耗散功率。其中，用于过电流保护的正温度系数（PTC）热敏电阻通常可以有较大的功率，一般串联在被测电路中，根据不同的用途可以通过一定的电流值，其电流值可以达几百毫安以上，功率可以达几十瓦;用于测量温度的热敏电阻其工作电流值则一般限制在毫安值的量级，这主要为了不使它产生自发热现象，从而可保证在测量温度范围内具有线性的
V/A曲线。
三、热敏电阻的选用
（一）热敏电阻的用途。（1）温度的测量。这是热敏电阻主要的应用，通过热敏电阻感知环境温度或被测目标的温度变化，再经过测量电路的转换，变成反应温度变化的电压信号。一般选择微功耗热敏电阻，其后置电路也就必须为基本不取电流的运放型元件，比如电压比较器。防止电流过大造成的自身发热，从而影响测量结果。应用时将PTC与一大电阻串联接在电压比较器的正向输入端;用一个电位器的滑动端接在比较器的反向输入端，固定端分别接电源和地。低温时，PTC处于低阻抗状态电压较低，调节电位器使得比较器的反向输入端也处于低电平并低于正向输入端电位，则比较器输出为低电平。一旦温度超过一定值，就可以完成温度的控制。（2）电路的限流和保护。利用突变型正温度系数热敏电阻CTR，可以制作自恢复过电流保护器;PTC热敏电阻可以作为用电回路的过电流限制器;将
NTC热敏电阻串接在整流滤波电容器的前面，可以有效抑制上电时电容电流造成的冲击。
当电动机工作电流正常时，CTR处于低阻抗，其形成的压降不足以影响电动机的正常工作。运行中一旦发生了电动机的过电流故障，由于电流迅速增加，导致CTR的温度也迅速升高，当其温度升高至120℃附近时，其阻抗迅速增大，形成近乎断路的电路状况，则电动机停转。利用NTC或CTR的负温度特性，当电路接通时，由于热敏电阻温度就是环境温度，温度较低，阻抗较大或很大，电容器C的充电冲击电流得到有效抑制。经过一定时间的电流的作用，热敏电阻的温度开始升高，其电阻也明显下降，充电电流变大，直至电路达到稳定，热敏电阻维持在低阻抗状态下，电路可以正常工作。
（二）热敏电阻的选择。一般用于温度控制与显示的热敏电阻，应选择微功耗型，要尽量使流过热敏电阻的电流不造成明显的测量温升，从而造成温度测量误差。同时，选用时还应注意在有效的温度测量范围内有较好的线性度。
热电阻范文4
1、二线制。在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二线制。这种引线方法很简单，但由于连接导线必然存在引线电阻R整个电路的电阻为热电阻的电阻值加上两段导线电阻的电阻值测量误差大，大小与导线的材质和长度的因素有关，因此这种引线方式只适用于测量精度较低的场合。
2、三线制。在热电阻的根部的一端连接一根引线，另一端连接两根引线的方式称为三线制。这种方式通常与电桥配套使用，两个导线分别接在电桥的两个桥背上，另一根线接在电桥的电源上，消除了引线电阻的误差。可以较好的消除引线电阻的影响，是
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热电阻范文5
系统硬件主要包括数据采集装置、自动控温装置两部分。数据采集装置包括数据采集器和低热电势转换开关[3]。数据采集器用来接收计算机发送的指令，然后按指令进行测量设置，并将测量得到的数据传送给计算机由软件进行相关处理。选用2700数据采集器和7700开关模块组成系统数据采集装置[4]。自动控温装置用于接收计算机的控温指令，实现系统恒温槽和检定炉的温度控制和超温保护。系统温度控制装置由宇电五位数字表、固态继电器、交流接触器等组成[5]。
2系统软件设计
系统软件部分采用C/S模式[6]开发，采用C#作为开发语言[7]，VisualStudio2010作为开发工具，.NETFramework4.0作为开发平台，结合通信技术、数据库技术[8]开发一套能实现温度传感器检定系统自动控温、自动检定和自动分析处理数据的软件。
2.1软件功能结构
软件主要包括系统管理、检定任务和检定结果3个功能模块，其功能结构如图2所示。系统管理部分主要完成标准器管理、通信设置、采样设置和人员管理。检定任务部分主要完成被检温度计信息录入、检定温度点设置、标准器选择、检定项目设置、通道扫描测试以及检定任务的执行。检定结果部分主要完成检定记录查询、生成原始记录和检定、校准证书。用户打开系统软件，首先进行通信参数、控温参数和数据采集相关参数的设置，然后开始检定任务信息设置，包括录入被检温度计信息、设置检定项目及恒温性能参数、设置检定温度点、选择标准器，然后测试系统连接数据采集通道直到所有通道状态正常，方可开始执行检定任务。检定任务完成后控制恒温设备的温度，达到稳定和检定条件后，保温并巡回检定各被检温度传感器数据，检定完成后自动保存并处理测量数据。
2.2软件详细设计
2.2.1系统管理模块
系统管理部分主要完成通信设置、标准器管理、采样设置和人员管理。通信设置主要完成上位机与控温仪、数字多用表通信连接参数设置，上位机通过串口线将控温仪和2700数字多用表连接。系统能够自动扫描每个设备对应的串口号，扫描过程中界面为灰色提示用户等待，计算机逐个扫描串口，完成后显示于界面中。系统能自动记录用户上次的配置信息，保存于xml配置文件，并在用户下次开启本系统时默认显示该配置信息。需要设置的通信参数有波特率、数据位、校验位、停止位、握手协议，主要实现对标准器信息的创建、更新、删除功能。用户可新增标准器信息，所有录入的标准器在列表中显示，用户可以选中列表中任一行，该行标准器信息自动显示在参数控件中，用户可编辑该参数进行标准器信息的修改，或选中某一行信息进行删除。系统根据标准器的有效期自动判断到期时间，并提前一个月提示检定人员送检。采样设置模块主要完成数据采集装置采样频率、单点采样次数、控温阶段采样间隔和保温阶段采样间隔设置。人员管理模块主要完成检定人员和核验人员信息新增、修改、删除以及资质到期提示。
2.2.2检定任务模块
检定任务部分主要完成被检温度计信息录入、检定温度点设置、标准器选择、检定项目设置、通道扫描测试以及检定任务的执行。用户进入检定任务模块后，首先录入被检温度计信息，然后设置检定项目和对应的恒温性能参数，设定被检温度点、选择使用的标准器，这些信息配置完成后，可以进行通道测试。检定任务开始后，首先向控温仪发送控温指令，然后采集标准器的数据，实时显示控温曲线，同时判断是否满足检定条件，当满足条件时，则开始按照规程测量标准器和被检温度计工业热电阻值。在检定过程中，系统实时显示标准器和被检温度计测量值。检定任务完成后，系统停止控温和数据采集。其流程如图3所示。
2.2.3检定结果模块
检定结果部分主要完成检定记录查询、生成原始记录和检定、校准证书。用户可以输入检定时间段、检定记录编号、被检温度计出厂编号、送检单位查询历史检定记录，记录显示于列表中。用户可以选择一个记录编号生成该批检定的原始记录，选择某一支温度计编号生成该支温度计的检定和校准证书。证书生成是根据选择的温度计编号查询相关数据库，并按照检定结果计算方法得出检定结果，然后将相关数据填充到证书模板，导出检定证书或校准证书。检定结果计算及判断流程如图4所示。
3系统测试结果
经测试，本系统满足JJG229———2010《工业铂、铜热电阻检定规程》、JJF1098———2003《热电偶、热电阻自动测量系统校准规范》的要求，系统运行良好，能有效提高工作效率，降低人为误差。系统实现的技术指标如表1所示。系统执行检定任务时，软件可实时显示控温曲线、设定温度、实际温度、实际测量值、十分钟波动度以及任务开始时间、结束时间、当前状态等信息。通过输入检定起始时间和结束时间或者检定记录编号、温度计编号、送检单位信息可以查询历史检定记录，可选择某一记录编号生成对应的原始记录和证书。
4结束语
热电阻范文6
关键词：中性点非有效接地系统；电磁式电压互感器；铁磁谐振；热敏电阻；一次限流消谐器
1引言
在中性点非有效接地系统中，电磁式电压互感器（以下简称pt）铁磁谐振过电压是出现最频繁、造成事故最多的一种内部过电压。pt铁磁谐振过电压，往往会导致pt熔断器熔断，甚至导致pt烧损，pt柜、避雷器、电缆头爆炸，母线全停，对电网的安全运行构成了极大的威胁，并严重影响了供电的可靠性。虽然目前电网已采取了各种消谐措施，但依然未能遏制pt铁磁谐振过电压事故的上升势头。此外，某些情况下pt饱和时的励磁电流增长，不会造成pt一次熔断器立即熔断。经过一段时间的电流作用后，热量的累积最终会导致熔断器的熔断，但电弧往往不能熄灭。持续的燃弧会造成熔管炸裂，从而引发pt柜内母线短路事故。
2 pt铁磁谐振的机理及传统消谐技术分析
2.1 pt铁磁谐振的发生机理概述
在中性点非有效接地系统中，为了测量三相对地电压和监视对地绝缘，pt的中性点直接接地。如图1所示，网络参数除了电力设备和导线对地等效电容c0外，还有pt的励磁电感l。
图1中性点非有效接地系统的等效网络
正常运行时，pt的励磁阻抗很大，并与网络的对地等效电容并联。由于网络中的感抗大于容抗，所以网络对地阻抗仍呈容性。但当系统中出现某些扰动，使pt三相电感饱和程度不同时，pt的励磁电感将与网络的对地电容构成特殊的谐振回路，产生谐振过电压。根据网络参数的不同，pt谐振的类型包括：工频谐振、高频谐振和分频谐振三种类型，其中分频谐振会造成pt的严重饱和，因此危害性最大。
2.2 pt铁磁谐振的传统消谐技术
对于中性点非有效接地系统中的pt铁磁谐振，目前消谐的方法较多，归纳起来，主要可分为改变参数、增加阻尼两大类，但均存在缺点和不足。
2.2.1 改变参数
（1）改善pt的伏安特性，使之不容易发生磁饱和。在这种情况下，必须要有更大的激发才会引起谐振。为此，应当减小铁芯磁密，即增大铁芯的截面积。为了消除谐振，铁芯的截面积应当增大到4倍以上，这是不现实的。因此改善励磁特性只能降低谐振的概率。但是特性改善后，一旦产生谐振，过电压将会变得更高。
（2）对于减少同一网络中并联pt台数，因中性点非有效接地系统属于配电网络，直接对用户供电，所以实际难以做到。
