溫度在上業生產流程控制中有著極其重要的作用，溫度測量系統為工業生產過程中監測和自動控制提供準確的數據，反映測點中的溫度高低，確保生產的安全、經濟、高效的運行。溫度測量系統主要由溫度敏感元件、轉換單元和顯示或控制單元構成，一般轉換單元和顯示或控制單元由電子電路完成，其故障分析遵循一般電路分析規律。本文主要對熱電阻溫度元件的常見故障作簡單分析。

熱電阻元件工作原理
熱電阻元件常用的有銅熱電阻和鉑熱電阻兩類，由于這兩種金屬的電導率跟隨溫度基本呈線性變化，故采取檢測元件阻值的方法達到檢測溫度的目的。溫度元件在溫度為0℃時的阻值稱為元件的分度號，現在最常見的有Cu50、Pt100兩種。

熱電阻測溫元件常見故障分類
熱電阻測溫系統工作相對較為穩定可靠，熱電阻元件使用周期平均可達2年，一些常見故障可以分為以下4類：
1、斷
熱電阻元件斷路，故障現象一般表現為顯示數據正溢出。原因可能是溫度元件開路，連接導線接觸不良或斷開。一般測點振動較大或元件保護套管固定不牢等，可導致系統工作時元件被振斷或接頭振松，造成此故障的出現。

2、短
溫度元件短路，主要是指溫度元件的完全或局部短路，故障現象一般表現為溫度顯示值為負數。溫度元件質量差、工作環境振動太大、連接導線短路可造成此故障的出現。

3、穿
穿指熱電阻軟擊穿，故障表現為顯示有時正常、有時不正常，不正?，F象為跳變或示值不準確，偏離正確值。

4、透
多見于含有流動的固體顆粒的測溫環境中，負壓時表現為顯示值偏離真實值而接近于室溫，原因是元件的保護套管被流動的固體介質磨透，因漏風而導致測量溫度偏向于室溫。如實際溫度高于室溫，則顯示溫度低，反之亦然。正壓時，會出現檢測介質污染元件影響測量的現象。若介質導電，會出現短路的現象；若介質不導電，則現象不明顯。

熱電阻軟擊穿的現象
熱電阻軟擊穿后，現象較為奇怪：故障出現時，維護周期有的平均僅有1周，每次維護只要更換元件即可解決問題，但換下來的元件經測量完全正常。即使元件不拆，在運行環境中用萬用表測阻值也很正常，測量電阻換算后的溫度值與實際值也相對應。整個系統在重新送電的情況下可恢復正常，稍后又出現故障系統不正常時，有時顯示為溢出，有時顯示不穩定，有時偏低。

熱電阻軟擊穿的特點
通過總結，溫度元件軟擊穿有以下幾個重要特點：
1、鉑電阻元件質量較差時易出現此故障。經過統計，此類故障占總故障的86%由此可以看出，鉑電阻元件質量較差是導致鉑電阻軟擊穿的主要原因。鉑電阻元件質量差表現在骨架絕緣低、鉑(銅)金屬質量差、制作工藝水平低等。

2、熱電阻溫度元件的工作溫度超過其工作范圍的上限或在上限附近時易出現此故障。如Pt100若經常工作在500℃的環境中，則發生故障的幾率很高。

3、熱電阻元件在脫離工作環境后能恢復正常，低溫下能正常工作，軟擊穿故障消失，這是溫度元件軟擊穿的重要特點。

熱電阻軟擊穿的電學機理
熱電阻溫度元件軟擊穿后，將失去原有的電學特性。熱電阻元件在其正常工作范圍內的任一溫度下應具有普通電阻的基本特性。在熱電阻軟擊穿后，其U、I曲線不再線性，在電流達到一定值時絕緣下降，熱電阻擊穿，阻值下降，阻值與溫度之間不再具有對應關系。熱電阻軟擊穿元件的實際UI特性圖如下圖所示。



經過實際測量，已發生軟擊穿故障的熱電阻擊穿溫度約為350℃，擊穿最小電流為0.6-0.8mA不等，一般測量回路的測量電流為.06mA，有的為增強靈敏度，電流甚至達1mA以上，所以對于質量較差的溫度元件在溫度較高的工作狀態下測量回路電流大于.06mA時易出現軟擊穿故障。當回路電流小于0.6mA時，軟擊穿現象消失，因為萬用表電阻檔測量回路電流僅為0.1mA左右，所以用萬用表難以檢測出軟擊穿元件的故障。

熱電阻測溫故障解決辦法
根據熱電阻測溫的各種故障原理做相應處理，見表1

熱電阻軟擊穿的原因及熱電阻軟擊穿故障處理