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云母铂电阻、玻璃铂电阻和陶瓷内绕式铂电阻

云母铂电阻、玻璃铂电阻和陶瓷内绕式铂电阻

    1、云母铂电阻、玻璃铂电阻都为外绕式,优点在于工艺简单、生产成本低,缺点是不抗振,特别是温度较高时易失效。失效的原因主要是骨架的热膨胀系数远小于铂丝的膨胀系数,高温时造成铂丝与骨架间隙过大,即松动,加之外界振动,骨架对铂丝失去约束能力导致匝间短路;另外长时间振动即使在低温环境也会造成骨架对铂丝的磨损而阻值增大或断路。该结构有一种无法克服的缺点,即随高低温度变化有一种蠕动抻长铂丝的因素,久之,使其阻值有明显增大。

    2、陶瓷内绕式铂电阻,它的优点在于制造工艺简单,外观好,可在很低的温度下使用(如-200℃),缺点是振动场合不能胜任。它的结构是将铂丝制成弹簧状,贯穿于两孔或四孔的精制瓷管中,将各孔中的铂丝进行串联于一端引线引出。不抗振的原因在于:它的内部绕阻好比垂吊的电炉丝,在高温状态时,好似电炉丝通电,电炉丝通电后炉丝变软,随时间的延长出现上部炉丝匝间距增大,下部炉丝匝间距减小,炉丝的通电电流越大,温度越高,效果越明显,这时稍有振动,下部匝间就会短路,内绕式铂电阻之所以温度越高时越不抗振就是这个道理。后来人们为了解决这一问题,将孔内灌上陶瓷颗粒来约束铂丝,但事实上时间一长,该陶瓷颗粒的棱角磨掉后,充填的陶瓷在孔内又松动还是出现上述问题。为此人们为了测量高温有振动的场合,采用了较粗直径的铂丝制成Pt100或Pt10来进行,这样的确起到了效果,由于铂丝直径加粗,不论在低温还是高温状态,它的刚度都在加强,所以能适用。但也未从根本上解决。
    另外,陶瓷内绕式铂电阻,不论是在低温或高温振动场合都存在着绕阻与骨架间的磨擦问题,数值会随使用时间的延长而增大或断路。

    3、薄膜铂电阻从根本上解决了前三种形式铂电阻的弊病,但由于所用金属太少(一般薄膜厚度3μM,厚膜厚度7μM),它的抗过载能力很差,当焊接时电流误通过电阻体构成回路时,将原来的精度改变。另外,由于100Ω的线条过于集中在3.2×1.6MM的陶瓷基片上,而且单面受热,使得它的自热系数增大,所以它的检测电流只有0.5mA以下,而我国目前生产和使用的二次仪表给一次元件提供的检测电流为1--5mA(一般为3mA),这样一来元件会由于检测电流过大而产生的温度升高超过了标准。另外膜式电阻易产生曲肤性变形而数值改变,曲肤性变形是由于铂膜的热膨胀系数远大于陶瓷基片的膨胀系数,经长期的往复疲劳而成,此时的膜是时断时续的与陶瓷基片连结,线条的长度增长,数值增大。这就是薄膜铂电阻在200℃以上环境中工作易出现断路或数值不稳的主要原因。另外由于镀膜只有3μm的厚度,引脚与膜的焊接虽然采用较高手段的激光焊接,但其焊接质量仍达不到可靠,一般使用1个月以后就陆续产生断路和接触不良的现象。而这种现象只是在百分之几的概率内发生,人们很难一下判断原因。往往该元件大多数是进口的,人们又不情愿怀疑进口产品的质量。经过近十来年的挫折人们开始认识到薄膜元件的弊端,开始了新的思考和选择。多数人认为它使用≤100℃B级合适。
    薄膜铂电阻的自热现象往往被人们忽视。如在多路巡检系统中使用薄膜铂电阻,人们会发现为什么每一路数据的显示时间内数字总是慢慢增长,有人认为表的质量不好或者系统温场不稳,其实不然,它是由于当前显示路数的铂电阻在显示之前是与被检测的环境温度相同的,该路元件没有检测电流,当显示到该路时,由模拟开关给该路的铂电阻接通检测电流,同时产生了Q=0.24I2Rt的热效应(即自热)。由于薄膜元件的体积很小,所以它加热效果明显,表上显示数值的增长过程就是薄膜元件体温度高出环境温度的过程。自热系数大的元件对检测电流的精度要求苛刻,所以它不适合高精密测量。线绕式铂电阻在这方面之所以好就是由于它的体积较大,散热面积大,自身的热容量也大,在选件时主要是根据您的具体要求,看注重哪一方面。
    往往在同一巡检仪上,(一般检测电流2-3mmA)同时用线绕电阻和薄膜铂电阻进行同一温场测试比较,薄膜铂电阻显示的数据要比线绕电阻显示的数据高出1-2℃。

来源:      时间:2009/10/20 18:30:45
 
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