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    熱電阻結構類型及材質的選擇
    發布時間:2021-06-01 19:59:06

    熱電阻按結構可分為線繞元件式和薄膜元件式,線繞式是目前最為常見的類型,其感溫金屬絲纏繞在某種材質的芯體上,因此稱為線繞式;薄膜式則是將感溫金屬嵌于薄片基體上制成。目前,使用中比較常見的熱電阻探針均采用的是線繞式,通過選用不同基體、保護套管、連接線等實現在不同場合的應用。薄膜式熱電阻除具有常規熱電阻的性能外,還具有體積小、電阻溫度系數高、熱容量小、熱響應快、耐振動、耐沖擊的特點,適用于安裝位置小,需要快速響應的測溫系統中,在諸如電子設備的熱測試等領域有著廣泛應用。但使用時,需注意薄膜式熱電阻的最大工作電流遠小于線繞式,其體積小、熱容小的特點,使其自熱系數高于線繞式,過大的電流將會對其溫度測量帶來較大的誤差。因此,通常薄膜式熱電阻產品一定會給出其自熱系數,使用者需關注。

    由于線繞式和薄膜式熱電阻均是將金屬絲固定于某一材質的基體上加工而成的,因而基體材質與熱電阻元件的整體使用性能有很大關系。有實踐表明,繞線式熱電阻受到振動、沖擊時,會導致感溫絲變形彎曲而產生應力,進而使其溫度電阻特性發生改變。因此,某些工況下,應選用芯體材質具有良好抗沖擊性的熱電阻。目前,常見的芯體材質主要有陶瓷、玻璃等,陶瓷材質的芯體可適用于極低和極高溫度條件下,可耐熱沖擊,但是其抗振能力有限且只能在干燥的環境中使用。玻璃材質可適應低溫及極高溫,可耐熱沖擊,抗振性能優于陶瓷。此外,薄膜式熱電阻通常會選用硅片為基體材質。

    金屬絲如鉑絲在高溫下,容易被還原性氣氛所污染,導致其電阻溫度特性改變,測溫不準。因此,熱電阻在制造中,需加裝套管進行封裝保護,方可使用。套管材質也需根據使用環境進行選擇,除選與基體同材質進行封裝外,在酸堿等易腐蝕的環境中,還會采用不銹鋼等材質的套管,或對套管表面進行處理,提高表面光潔度,增強耐腐蝕性,以延長熱電阻使用壽命。薄膜式熱電阻也會通過涂保護膜等手段來增加其環境適應性。

    選用何種芯體材質以及保護套材質,均與熱電阻溫度計的使用環境息息相關,選用合適的材質,才能保證熱電阻使用長久。

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