鎧裝鉑電阻精度的影響因素

哪些因素會影響鎧裝鉑電阻精度？這也是我們關注的問題。為了給用戶提供測溫范圍廣、測量精度高、性能更穩(wěn)定的長壽命鎧裝鉑電阻，我們一直在研究和實踐，根據(jù)已取得的經驗，在本文和大家聊聊鎧裝鉑電阻精度的影響因素的話題。
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量和控制的測溫元件，由鉑熱電阻元件、絕緣材料、內引線和金屬外保護管組成，經加工而成。
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、外繞式整體燒結鉑電阻元件這5種鉑電阻元件中誰最合適做鎧裝用呢？大家認為陶瓷鉑電阻元件和外繞式整體燒結鉑電阻元件應是制造鎧裝鉑電阻的首選。昌暉儀表選擇外繞式整體燒結鉑電阻元件，不僅因為它方便，而且外繞式整體燒結鉑電阻元件在抗鎧裝焊接時的高溫沖擊、長期穩(wěn)定性和長壽命方面更強，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、薄膜元件在負溫區(qū)由于有較大的自勢影響，再考慮鉑與陶瓷基片的熱脹系數(shù)不一致性等因素，我們還是認為選用外繞式整體燒結鉑電阻元件更為合適。這個問題在《選對鉑電阻元件，提高鉑電阻質量和使用壽命》文章中詳細對比分析過。

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、內引線、金屬外保護管彼此形成電氣絕緣。絕緣材料工廠通常選擇氧化鎂，但應該注意到在氧化鎂的成型加工過程中，通常要加入一些有機粘合劑，有時還會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，導致測量誤差，所以在選購時一定要選用高純度的氧化鎂，并且保持周圍環(huán)境的清潔，防止外來雜質元素的侵害，經高溫除氣處理及時密封好。
③金屬外保護管材料
1Cr18Ni9Ti等不銹鋼是一種較理想的金屬外保護管材料，因為它在傳感器使用的溫度范圍及其特定的工作環(huán)境下有較高的化學穩(wěn)定性，不污染感溫元件、內引線及絕緣材料，有良好的機械加工特性和焊接性能，另外，其熱傳導系數(shù)較小，是熱的良導體。不過在使用前必須首先進行酸堿清洗，清除其外表面油污及吸附的游離雜質元素，然后再將管材進行適當?shù)臒崽幚?，使其表面生成極薄而致密的尖晶石結構的氧化膜，防止不銹鋼體內元素向外擴散而對傳感器帶來不良影響。
④引線材料
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測定溫度變化的一種精密傳感器，它要求引線的電阻率越低越好，并且其溫度系數(shù)越小越好，二線制鉑電阻要求的尤其嚴格，而對三線制或四線制，則由于顯示儀表橋路設計要求引線電阻值盡可能一致，否則由于引線的加入，將造成感溫鉑熱電阻元件公稱電阻值的變化，產生較大的測量溫度誤差。這方面的知識建議閱讀《Pt100兩線制、Pt100三線制和Pt100四線制接線對測溫精度的影響》這篇文章。
在實際測量中，由于溫場存在溫度梯度和Seebeck效應，兩種不同金屬的結點處會產生一寄生電勢，由于這電勢是單向的，大家可以通過改變電流的方向來消除，但在工業(yè)測溫中時常調換電的極性是很不方便的，所以大家應該選擇與感溫鉑絲及外接引線接觸電阻盡可能小的內引線材料，實驗證明，銀絲和鎳絲都是較好的內引線材料，如果需要特別精密，則最好選用銀絲作內引線材料。
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，在制造過程中任何細微的疏忽都有可能導致其性能下降乃至報廢。在它的生產過程中，包括鉑熱電阻元件與內引線的焊接、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鉑電阻元件的引線是鉑引線，內引線是銀絲，為最大限度減少焊點電阻值，應采用熔焊的辦法，鉑的熔點在1700℃左右，而銀絲熔點是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元件帶來沖擊，利用昌暉儀表自行研制的氫氧焊接機(在理論上氫氧點燃溫度可達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比點焊、氮弧焊強。另外在整個工藝過程中還要求工作環(huán)境干凈、清潔。在鎧裝體封接之前，還要進行烘烤以排除各組器件吸附的水氣，提高絕緣性能。在整個工藝完成后，還需進行一次高溫老化，以求得最后的質量保證。
鎧裝電纜直徑的拉升工藝和保護管封口焊接工藝也會影響鎧裝鉑電阻精度和使用壽命，因涉及工藝和技術問題，在此不做詳細介紹。
總之，只要鎧裝鉑電阻制造商能夠對以上各式各樣的因素都能加以認真地考慮、控制和消除，要想得到一支高質量、高穩(wěn)定性、高精度的鎧裝鉑電阻溫度傳感器，才有可能實現(xiàn)。