& 基于改进BP算法的热电阻特性逼近与测温虚拟仪器设计
基于改进BP算法的热电阻特性逼近与测温虚拟仪器设计
摘 要：分析了热电阻的非线性温度特性，用改进BP神经网络算法建立了1个Pt100热电阻温度测量模型。并将数据库进行合理地归一化处理。讨论了神经网络的隐藏层数目、误差的选择、各种改进算法对本课题的合适程度，并用
【题　名】基于改进BP算法的热电阻特性逼近与测温虚拟仪器设计
【作　者】姚维为 董文静 胡文斌
【机　构】三峡大学电气与新能源学院 湖北宜昌443002
【刊　名】《陕西电力》2012年 第12期 63-67页　共5页
【关键词】热电阻 神经网络 BP算法 温度测量 虚拟仪器
【文　摘】分析了热电阻的非线性温度特性，用改进BP神经网络算法建立了1个Pt100热电阻温度测量模型。并将数据库进行合理地归一化处理。讨论了神经网络的隐藏层数目、误差的选择、各种改进算法对本课题的合适程度，并用分度表严格训练网络，运行测试。用Labview软件设计虚拟仪器，使用MATLAB Script函数节点使之可以进行神经网络运算，此虚拟仪器用来直观地显示测试结果。结果表明，使用改进BP算法神经网络对热电阻温度进行测量，可以明显提高测量精度。
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热电阻,神经网络,BP算法,温度测量,虚拟仪器
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薄膜铂电阻和云母电阻的特点有什么不同？
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薄膜铂电阻和云母电阻的特点是它们都是铂热电阻的一种。
铂热电阻是利用铂丝的电阻值随着温度的变化而变化这一基本原理设计和制作的。常见的感温元件有陶瓷元件，玻璃元件，云母元件，它们是由铂丝分别绕在陶瓷骨架，玻璃骨架，云母骨架上再经过复杂的工艺加工而成。由于骨架材料本身的性能不同，陶瓷元件适用于850℃以下温区，玻璃元件适用于550℃以下温区。
近年来市场上出现了大量的厚膜和薄膜铂热电阻感温元件，厚膜铂热电阻元件是用铂浆料印刷在玻璃或陶瓷底板上，薄膜铂热电阻元件是用真空沉积的薄膜技术把铂溅射在陶瓷基片上，膜厚在2μm以内，用玻璃烧结料把Ni(或Pd)引线固定，经激光调阻制成薄膜元件。这种感温元件仅适用于-70~500℃温区，但这种感温元件用料省，可机械化大批量生产，效率高，价格便宜。
云母铂电阻元件是用纯铂金丝拴绕在云母片形成的片形支架上，绕阻的两面盖以云母片绝缘，再在其两侧用金属薄片制成的花瓣形式夹持件与它们铆合在一起。铂丝绕阻的出线端与银丝制成的引出线焊接，并穿以瓷套管加以保护绝缘。
它具有绝缘强度大、使用范围广、安装方便、使用寿命长等特点。
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热电偶，相信大家一定都不会陌生了。那热电阻，不知道大家是否有了解呢？什么是热电阻呢？热电阻的结构、工作原理及连接方式又是什么呢？热电偶与热电阻的工作原理是否相同？以下，我将与大家分享热电阻的相关方面知识。&&---
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热电偶，相信大家一定都不会陌生了。那热电阻，不知道大家是否有了解呢？什么是热电阻呢？热电阻的结构、工作原理及连接方式又是什么呢？热电偶与热电阻的工作原理是否相同？以下，我将与大家分享热电阻的相关方面知识。
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什么是热电阻？
热电阻的简介
热电偶，相信大家一定都不会陌生了。那热电阻，不知道大家是否有了解呢？什么是热电阻呢？热电阻的结构、工作原理及连接方式又是什么呢？热电偶与热电阻的工作原理是否相同？以下，我将与大家分享热电阻的相关方面知识。
热电阻（英文称：thermal resistor）是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。金属热电阻的感温元件有石英套管十字骨架结构，麻花骨架结构得杆式结构等。金属热电阻常用的感温材料种类较多，最常用的是铂丝。工业测量用金属热电阻材料除铂丝外，还有铜、镍、铁、铁&镍、钨、银等。薄膜热电阻是利用电子阴极溅射的方法制造，可实现工业化大批量生产。其中骨架用陶瓷，引线采用铂钯合金。
热电阻的结构
（1）精通型热电阻：工业常用热电阻感温元件（电阻体）的结构及特点。从热电阻的测温原理可知，被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的，因此，热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。为消除引线电阻的影响同般采用三线制或四线制。
（2）铠装热电阻：铠装热电阻是由感温元件（电阻体）、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，它的外径一般为&2~&8mm，最小可达&mm。 与普通型热电阻相比，它有下列优点：
①体积小，内部无空气隙，热惯性上，测量滞后小；
②机械性能好、耐振，抗冲击；
③能弯曲，便于安装，使用寿命长。
（3）端面热电阻：端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制，紧贴在温度计端面。它与一般轴向热电阻相比，能更正确和快速地反映被测端面的实际温度，适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。
（4）隔爆型热电阻：隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒，把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内，生产现场不会引超爆炸。隔爆型热电阻可用于Bla~B3c级区内具有爆炸危险场所的温度测量。
热电阻的工作原理
热电阻的测温原理与热电偶的测温原理不同的是，热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的，即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。热电阻的测温原理是基于导体或半导体的电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数；是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。热电阻通常需要把电阻信号通过引线传递到计算机控制装置或者其它二次仪表上。因此，只要测量出感温热电阻的阻值变化，就可以测量出温度。目前主要有金属热电阻和半导体热敏电阻两类。
金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示，即
Rt=Rt0[1+&（t-t0）]
式中，Rt为温度t时的阻值；Rt0为温度t0（通常t0=0℃）时对应电阻值；&为温度系数。
半导体热敏电阻的阻值和温度关系为
式中Rt为温度为t时的阻值；A、B取决于半导体材料的结构的常数。
相比较而言，热敏电阻的温度系数更大，常温下的电阻值更高（通常在数千欧以上），但互换性较差，非线性严重，测温范围只有-50~300℃左右，大量用于家电和汽车用温度检测和控制。金属热电阻一般适用于-200~500℃范围内的温度测量，其特点是测量准确、稳定性好、性能可靠，在程控制中的应用极其广泛。
工业上常用金属热电阻从电阻随温度的变化来看，大部分金属导体都有这个性质，但并不是都能用作测温热电阻，作为热电阻的金属材料一般要求：尽可能大而且稳定的温度系数、电阻率要大（在同样灵敏度下减小传感器的尺寸）、在使用的温度范围内具有稳定的化学物理性能、材料的复制性好、电阻值随温度变化要有间值函数关系（最好呈线性关系）。
热电阻信号连接方式
热电阻是把温度变化转换为电阻值变化的一次元件，通常需要把电阻信号通过引线传递到计算机控制装置或者其它一次仪表上。工业用热电阻安装在生产现场，与控制室之间存在一定的距离，因此热电阻的引线对测量结果会有较大的影响。
目前热电阻的引线主要有三种方式
1.二线制：在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二线制：这种引线方法很简单，但由于连接导线必然存在引线电阻r，r大小与导线的材质和长度的因素有关，因此这种引线方式只适用于测量精度较低的场合
2.三线制：在热电阻的根部的一端连接一根引线，另一端连接两根引线的方式称为三线制，这种方式通常与电桥配套使用，可以较好的消除引线电阻的影响，是工业过程控制中的最常用的引线电阻。
3.四线制：在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制，其中两根引线为热电阻提供恒定电流I，把R转换成电压信号U，再通过另两根引线把U引至二次仪表。可见这种引线方式可完全消除引线的电阻影响，主要用于高精度的温度检测。
热电阻采用三线制接法。采用三线制是为了消除连接导线电阻引起的测量误差。这是因为测量热电阻的电路一般是不平衡电桥。热电阻作为电桥的一个桥臂电阻，其连接导线（从热电阻到中控室）也成为桥臂电阻的一部分，这一部分电阻是未知的且随环境温度变化，造成测量误差。采用三线制，将导线一根接到电桥的电源端，其余两根分别接到热电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上，这样消除了导线线路电阻带来的测量误差。
综上所述，热电阻是一种温度检测器，并且热电阻的结构有多种，各自定义都有不同，还有热电阻的测温原理与热电偶的测温原理是不尽相同的，热电阻的引线主要有二线制、三线制、四线制三种方式等知识。同时希望本文能对大家的工作有一定的指导作用。
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(828986号)
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热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器,其中的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。& & 1热电阻测温原理及材料热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这特性来进行温度测量的。热电阻大都自纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用甸、镍、锰和铑等材料制造热电阻。2热电阻的结构(1)精通型热电阻从热电阻的测温原理可知，被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的，因此，热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。为消除引线电阻的影响般采用三线制或四线制。（两线制：两根线及传输电源又传输信号也就是传感器输出的负载和电源是串联在起的，电源是从外部引入的，和负载串联在起来驱动负载。三线制：三线制传感器就是电源正端和信号输出的正端分离，但它们共用个COM端。四线制：电源两根线，信号两根线。电源和信号是分开工作的。）(2)铠装热电阻铠装热电阻是由感温元件（电阻体）、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体它的外径般为Ф2～Ф8mm。与普通型热电阻相比，它有下列优点：①体积小．内部无空气隙，热惯性上，测量滞后小，②机械性能好、耐振，抗冲击，@能弯曲，便于安装@使用寿命长。(3)端面热电阻感温元件自特殊处理的电阻丝材绕制，紧贴在温度计端面，它与般轴向热电阻相比，能更正确和快速地反映被测端面的宴际温度，适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。(4)隔爆型热电阻隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒，把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内，生产现场不会引超爆炸。隔爆型热电阻可用于Bla~B3c级区内具有爆炸危险场所的温度测量。3热电阻测温系统的组成热电阻测温系统般自热电阻、连接导线和显示仪表等组成。必须注意以下两点：①热电阻和显示仪表的分度号必须一致②为了消除连接导线电阻变化的影响，必须采用三线制接法热电阻顾名思义，它的电阻的阻值是随着温度变化而变化的，比如，用线性比较好的铂丝、铜丝作的电阻。工业用热电阻一采用Ptl00，Ptl0，Ptl000、cu50，Cu100，铂热电阻的测温的范围般为零下200-800℃，铜热电阻为零下40~l40℃
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(702749号)
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谢谢分享哈
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耐磨热电阻各种材质的特性
仪器仪表世界网提示：耐磨热电阻是一种常用的测量仪器，与普通的热电阻相比具有测量精准、稳定性好、可靠性高、维护简便、耐用性强等多种的优点，被广泛的应用于化工、治金、水泥厂、电厂、锅炉等多个行业当中。
耐磨热电阻是一种常用的测量，与普通的热电阻相比具有测量精准、稳定性好、可靠性高、维护简便、耐用性强等多种的优点，被广泛的应用于化工、治金、水泥厂、电厂、锅炉等多个行业当中。耐磨热电阻的材质种类是不同的，今天小编就来为大家具体介绍一下耐磨热电阻各种材质的特性吧，希望可以帮助到大家。
1、耐磨热电阻高温合金耐磨
采用特种耐热和耐磨合金材料作为测温外保护管兼耐磨头，内装铠装芯体，既能具有较高的对粉煤灰颗粒冲刷的耐蚀性能，能长期在0~1200℃之间进行温度测量，是冶金行业运用于高温、耐磨环境中十分理想的。
材质：K1320耐热耐磨合金&　温度：0～1200℃
2、高温合金耐磨
能长期在0~1200℃之间进行温度测量，是冶金行业运用于高温、耐磨环境中十分理想的温度
材质：3YC52或GH3030耐热耐磨合金&　温度：0～1200℃
3、金属陶瓷耐磨：
材质成分：SiC&　使用温度：0～1600℃
4、热风炉专用耐磨：
专门适用于热风炉场合的温度测
材质成分：SiC&　使用温度：0～1600℃
5、耐磨热电阻铁铝瓷保护管
铁基含铝并巧妙地加入A12O3粉，即制得铁铝瓷(TLC)特别含金，将铁铝瓷合金制成热电偶(阻)保护管，即成为铁铝瓷热电偶(阻)最关键的零件--铁铝瓷保护管。　}