本文主要從鎧裝鉑電阻制造廠商的角度分析鎧裝鉑電阻精度的影響因素，希望同行技術(shù)人員共同討論。
鎧裝鉑電阻精度的影響因素
1、材料的因素
鎧裝鉑電阻是一種精密溫度測(cè)量和控制的測(cè)溫元件，由鉑熱電阻元件、絕緣材料、內(nèi)引線(xiàn)和金屬外保護(hù)管組成，經(jīng)加工而成。
①鉑熱電阻元件
鉑熱電阻元件是傳感器的心臟，選擇高質(zhì)量的元件是保證精度的首要條件?，F(xiàn)行的云母、玻璃、陶瓷、厚膜、薄膜、外繞式整體燒結(jié)鉑電阻元件這5種鉑電阻元件中誰(shuí)最合適做鎧裝用呢？大家認(rèn)為陶瓷鉑電阻元件和外繞式整體燒結(jié)鉑電阻元件應(yīng)是制造鎧裝鉑電阻的首選。昌暉儀表選擇外繞式整體燒結(jié)鉑電阻元件，不僅因?yàn)樗奖悖彝饫@式整體燒結(jié)鉑電阻元件在抗鎧裝焊接時(shí)的高溫沖擊、長(zhǎng)期穩(wěn)定性和長(zhǎng)壽命方面更強(qiáng)，而云母、玻璃、厚膜、薄膜元件，它們本身的釉在耐高溫上差一些，厚膜、薄膜元件在負(fù)溫區(qū)由于有較大的自勢(shì)影響，再考慮鉑與陶瓷基片的熱脹系數(shù)不一致性等因素，我們還是認(rèn)為選用外繞式整體燒結(jié)鉑電阻元件更為合適。這個(gè)問(wèn)題在《選對(duì)鉑電阻元件，提高鉑電阻質(zhì)量和使用壽命》文章中詳細(xì)對(duì)比分析過(guò)。
②絕緣材料
絕緣材料在鎧裝體中的主要作用是使鉑電阻元件、內(nèi)引線(xiàn)、金屬外保護(hù)管彼此形成電氣絕緣。絕緣材料工廠通常選擇氧化鎂，但應(yīng)該注意到在氧化鎂的成型加工過(guò)程中，通常要加入一些有機(jī)粘合劑，有時(shí)還會(huì)有微量的金屬及其氧化物，加上它非常喜歡吸附空氣中的水氣，這些都將使鎧裝體電氣絕緣性能下降，形成旁路電阻，導(dǎo)致測(cè)量誤差，所以在選購(gòu)時(shí)一定要選用高純度的氧化鎂，并且保持周?chē)h(huán)境的清潔，防止外來(lái)雜質(zhì)元素的侵害，經(jīng)高溫除氣處理及時(shí)密封好。
③金屬外保護(hù)管材料
1Cr18Ni9Ti等不銹鋼是一種較理想的金屬外保護(hù)管材料，因?yàn)樗趥鞲衅魇褂玫臏囟确秶捌涮囟ǖ墓ぷ鳝h(huán)境下有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，不污染感溫元件、內(nèi)引線(xiàn)及絕緣材料，有良好的機(jī)械加工特性和焊接性能，另外，其熱傳導(dǎo)系數(shù)較小，是熱的良導(dǎo)體。不過(guò)在使用前必須首先進(jìn)行酸堿清洗，清除其外表面油污及吸附的游離雜質(zhì)元素，然后再將管材進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚?，使其表面生成極薄而致密的尖晶石結(jié)構(gòu)的氧化膜，防止不銹鋼體內(nèi)元素向外擴(kuò)散而對(duì)傳感器帶來(lái)不良影響。
④引線(xiàn)材料
鎧裝鉑電阻是利用感溫元件電阻隨溫度的變化而變化的特性來(lái)測(cè)定溫度變化的一種精密傳感器，它要求引線(xiàn)的電阻率越低越好，并且其溫度系數(shù)越小越好，二線(xiàn)制鉑電阻要求的尤其嚴(yán)格，而對(duì)三線(xiàn)制或四線(xiàn)制，則由于顯示儀表橋路設(shè)計(jì)要求引線(xiàn)電阻值盡可能一致，否則由于引線(xiàn)的加入，將造成感溫鉑熱電阻元件公稱(chēng)電阻值的變化，產(chǎn)生較大的測(cè)量溫度誤差。這方面的知識(shí)建議閱讀《Pt100兩線(xiàn)制、Pt100三線(xiàn)制和Pt100四線(xiàn)制接線(xiàn)對(duì)測(cè)溫精度的影響》這篇文章。
在實(shí)際測(cè)量中，由于溫場(chǎng)存在溫度梯度和Seebeck效應(yīng)，兩種不同金屬的結(jié)點(diǎn)處會(huì)產(chǎn)生一寄生電勢(shì)，由于這電勢(shì)是單向的，大家可以通過(guò)改變電流的方向來(lái)消除，但在工業(yè)測(cè)溫中時(shí)常調(diào)換電的極性是很不方便的，所以大家應(yīng)該選擇與感溫鉑絲及外接引線(xiàn)接觸電阻盡可能小的內(nèi)引線(xiàn)材料，實(shí)驗(yàn)證明，銀絲和鎳絲都是較好的內(nèi)引線(xiàn)材料，如果需要特別精密，則最好選用銀絲作內(nèi)引線(xiàn)材料。
2、鎧裝工藝的因素
鎧裝鉑電阻是一種精密的溫度傳感器，靈敏度很高，在制造過(guò)程中任何細(xì)微的疏忽都有可能導(dǎo)致其性能下降乃至報(bào)廢。在它的生產(chǎn)過(guò)程中，包括鉑熱電阻元件與內(nèi)引線(xiàn)的焊接、組合體的加工、封接等多道工序的工藝裝況如何，都直接影響鎧裝鉑電阻的性能。陶瓷鉑電阻元件和外繞式整體燒結(jié)鉑電阻元件的引線(xiàn)是鉑引線(xiàn)，內(nèi)引線(xiàn)是銀絲，為最大限度減少焊點(diǎn)電阻值，應(yīng)采用熔焊的辦法，鉑的熔點(diǎn)在1700℃左右，而銀絲熔點(diǎn)是900℃左右，為了焊接工作能夠在瞬間完成，并盡可能避免高溫對(duì)元件帶來(lái)沖擊，利用昌暉儀表自行研制的氫氧焊接機(jī)(在理論上氫氧點(diǎn)燃溫度可達(dá)3000℃)，只要能控制好火焰的大小和速度，那么它的焊接效果就遠(yuǎn)比點(diǎn)焊、氮弧焊強(qiáng)。另外在整個(gè)工藝過(guò)程中還要求工作環(huán)境干凈、清潔。在鎧裝體封接之前，還要進(jìn)行烘烤以排除各組器件吸附的水氣，提高絕緣性能。在整個(gè)工藝完成后，還需進(jìn)行一次高溫老化，以求得最后的質(zhì)量保證。
鎧裝電纜直徑的拉升工藝和保護(hù)管封口焊接工藝也會(huì)影響鎧裝鉑電阻精度和使用壽命，因涉及工藝和技術(shù)問(wèn)題，在此不做詳細(xì)介紹。
總之，只要鎧裝鉑電阻制造商能夠?qū)σ陨细魇礁鳂拥囊蛩囟寄芗右哉J(rèn)真地考慮、控制和消除，要想得到一支高質(zhì)量、高穩(wěn)定性、高精度的鎧裝鉑電阻溫度傳感器，才有可能實(shí)現(xiàn)。
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