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热电偶与热电阻测温原理分析和区别介绍

热电偶

  1.热电偶测温基本原理

  将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来,构成一个闭合回路,如图2-1-1所示。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时,两者之间便产生电动势因而在回路中形成一个大小的电流这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。

  2.热电偶的种类及结构形成

  (1)热电偶的种类

  常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、答应误差、并有统一的标准分度表 的热电偶,它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶,一般也没有统一的分度表,主要用于某些特殊场合的测 量。

  标准化热电偶我国从1988年1月1日起,热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产,并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。

  2热电偶的结构形式为了保证热电偶可靠、稳定地工作,对它的结构要求如下:

  ①组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固;

  ②两个热电极彼此之间应很好地绝缘,以防短路;

  ③补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠;

  ④保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。

  3.热电偶冷端的温度补偿

  由于热电偶的材料一般都比较珍贵(特殊是采用贵金属时),而测温点到仪表的距离都很远,为了节省热电偶材料,降低成本,通常采用补偿导线把热电 偶的冷端(自由端)延伸到温度比较稳定的控制室内,连接到仪表端子上。必须指出,热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极,使热电偶的冷端移动到控制室的仪表 端子上,它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响,不起补偿作用。因此,还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影响。

  在使用热电偶补偿导线时必须注重型号相配,极性不能接错,补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过100℃。

  热电阻

  热电阻是中低温区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。其中铂热是阻的测量精确度是较高的,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。

  2、热电阻的类型

  1)普通型热电阻

  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。

  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φ2--φ8mm,*小可达φmm。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④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,能更准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。

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  1.虽然都是接触式测温仪表但它们的测温范围不同热电偶使用在温度较高的环境如铂铑30---铂铑6(B型)测量范围为300度~~1600度 短期可测1800度.S型测一20~~1300(短期1600)K型测一50~~1000 (短期1200).XK型一50~~600(800)E型一40~~800(900).还有J型T型等.这类仪表一般用于500度以上的较高温度因它们在 中低温区时输出热电势很小(查表可以看一下)当电势小时对抗干扰措施和二次表和要求很高否则测量不准还有在较低的温度区域冷端温度的变化和环境温度的变化 所引起的相对误差就显得很突出不易得到全补偿。这时在中低温度时,一般使用热电阻测温范围为一200~~500甚至还可测更低的温度(如用碳电阻可测到 1K左右的低温).现在正常使用铂热电阻Pt100(也有Pt50100和50代表热电阻在0度时的阻值在旧分度号中用BA1BA2来表示BA1在0度时 阻值为46欧姆在工业上也有用铜电阻分度号为CU50和CU100但测温范围较小在一50~~150之间.在一些特别场合还有铟电阻锰电阻 等)

 

2.热电偶测量温度的基本原理是热电效应.二次表是一个检伏计或为了提高精度时使用电子电位差计.电阻是基于导体和半导体的电阻值随温度而变化的特性而工作的二次表是一个不平衡电桥.

  3.由热电偶测温原理可知只有在其冷端温度恒定时被测温度才与热电势成单值函数关系.在实际使用中就用一种热电特性与相应热电偶特性相似的廉价 的连接导线(也称为补偿导线)使热电偶冷端引伸到温度相对恒定的地方(优秀为0度)如用铜--康铜做补偿导线来引申镍铬---镍硅热电阻.因此热电偶到二 次表延长线是两根.热电阻与二次表之间是用铜导线连接的为了减小环境变化引起的测量误差一般均采用三线制接法其中有两根导线将热电阻串联于相邻的两个桥臂 上另一根导线是引来电源.使用时要求每根导线的电阻值与调整电阻之和都保证为5欧姆(±0.01).

  工作中的现场判定.

  1.热电偶. 热电偶有正负极补偿导线也有正负之分.首先保证连接配置确.在运行中常见的有短路断路接触不良(有万用表可判断)和变质(根据表面颜色来鉴别).检查时要 使热电偶与二次表分开.我在实践中判断的方法供大家参考:用工具短接二次表上的补偿线表指示室温(不是的话表坏)再短接热电偶接线端子表批示热电偶所在的 环境温度(不是补偿线有故障)再用万用表mv档大体估量热电偶的热电势(如正常请检查工艺).

  2.热电阻.不外乎短路和断路.用万用表可判断.在运行中.怀疑短路只要将电阻端拆下一个线头看显示仪表如到*大热电阻短路.回零导线短路.保证正常连接和配置时表值显示低或不稳保护管可能性进水了.显示*大热电阻断路.显示*小短路.

  热电偶

  热电偶是工业上常用的温度检测元件之一,热电偶工作原理是基于赛贝克seeback效应即两种不同成分的导体两端连接成回路,如两连接端温度不同,则在回路内产生热电流的物理现象。其长处是:

  ①测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触,不受中间介质的影响。

  ②测量范围广。常用的热电偶从-50~+1600℃均可边续测量,某些非凡热电偶*低可测到-269℃(如金铁镍铬),较高可达+2800℃(如钨-铼)。

  ③构造简朴,使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成,而且不受大小和开头的限制,外有保护套管,用起来非常方便


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