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热电阻结构类型及材质的选择

来源:江苏恒辉仪表有限公司 发布日期:2021-08-07

热电阻按结构可分为线绕元件式和薄膜元件式,线绕式是目前最为常见的类型,其感温金属丝缠绕在某种材质的芯体上,因此称为线绕式;薄膜式则是将感温金属嵌于薄片基体上制成。目前,使用中比较常见的热电阻探针均采用的是线绕式,通过选用不同基体、保护套管、连接线等实现在不同场合的应用。薄膜式热电阻除具有常规热电阻的性能外,还具有体积小、电阻温度系数高、热容量小、热响应快、耐振动、耐冲击的特点,适用于安装位置小,需要快速响应的测温系统中,在诸如电子设备的热测试等领域有着广泛应用。但使用时,需注意薄膜式热电阻的最大工作电流远小于线绕式,其体积小、热容小的特点,使其自热系数高于线绕式,过大的电流将会对其温度测量带来较大的误差。因此,通常薄膜式热电阻产品一定会给出其自热系数,使用者需关注。

由于线绕式和薄膜式热电阻均是将金属丝固定于某一材质的基体上加工而成的,因而基体材质与热电阻元件的整体使用性能有很大关系。有实践表明,绕线式热电阻受到振动、冲击时,会导致感温丝变形弯曲而产生应力,进而使其温度电阻特性发生改变。因此,某些工况下,应选用芯体材质具有良好抗冲击性的热电阻。目前,常见的芯体材质主要有陶瓷、玻璃等,陶瓷材质的芯体可适用于极低和极高温度条件下,可耐热冲击,但是其抗振能力有限且只能在干燥的环境中使用。玻璃材质可适应低温及极高温,可耐热冲击,抗振性能优于陶瓷。此外,薄膜式热电阻通常会选用硅片为基体材质。

金属丝如铂丝在高温下,容易被还原性气氛所污染,导致其电阻温度特性改变,测温不准。因此,热电阻在制造中,需加装套管进行封装保护,方可使用。套管材质也需根据使用环境进行选择,除选与基体同材质进行封装外,在酸碱等易腐蚀的环境中,还会采用不锈钢等材质的套管,或对套管表面进行处理,提高表面光洁度,增强耐腐蚀性,以延长热电阻使用寿命。薄膜式热电阻也会通过涂保护膜等手段来增加其环境适应性。

选用何种芯体材质以及保护套材质,均与热电阻温度计的使用环境息息相关,选用合适的材质,才能保证热电阻使用长久。

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