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熱電偶與熱電阻的優(yōu)劣對比

更新更新時(shí)間:2022-09-18

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一、熱電偶

熱電偶是工業(yè)上zui常用的溫度檢測元件之一。其優(yōu)點(diǎn)是:

①測量精度高。因熱電偶直接與被測對象接觸,不受中間介質(zhì)的影響。

②測量范圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可邊續(xù)測量,某些特殊熱電偶zui低可測到-269℃(如金鐵鎳鉻),zui高可達(dá)+2800℃(如鎢-錸)。

③構(gòu)造簡單,使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成,而且不受大小和開頭的限制,外有保護(hù)套管,用起來非常方便。

1.熱電偶測溫基本原理

將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來,構(gòu)成一個(gè)閉合回路。當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個(gè)點(diǎn)之間存在溫差時(shí),兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢,因而在回路中形成一個(gè)大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來工作的。

2.熱電偶的種類及結(jié)構(gòu)形成

1)熱電偶的種類  

常用熱電偶可分為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶兩大類。所調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶是指國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了其熱電勢與溫度的關(guān)系、允許誤差、并有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)分度表的熱電偶,它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶在使用范圍或數(shù)量級上均不及標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶,一般也沒有統(tǒng)一的分度表,主要用于某些特殊場合的測量。

標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶  我國從1988年1月1日起,熱電偶和熱電阻全部按IEC標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn),并S、B、E、K、R、J、T七種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶為我國統(tǒng)一設(shè)計(jì)型熱電偶。

2)熱電偶的結(jié)構(gòu)形式  為了保證熱電偶可靠、穩(wěn)定地工作,對它的結(jié)構(gòu)要求如下:

① 組成熱電偶的兩個(gè)熱電極的焊接必須牢固;

② 兩個(gè)熱電極彼此之間應(yīng)很好地絕緣,以防短路;

③ 補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶自由端的連接要方便可靠;

④ 保護(hù)套管應(yīng)能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離。

3.熱電偶冷端的溫度補(bǔ)償

由于熱電偶的材料一般都比較貴重(特別是采用貴 金屬時(shí)),而測溫點(diǎn)到儀表的距離都很遠(yuǎn),為了節(jié)省熱 電偶材料,降低成本,通常采用補(bǔ)償導(dǎo)線把熱電偶的冷端(自由端)延伸到溫度比較穩(wěn)定的控制室內(nèi),連接到儀表端子上。必須指出,熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的作用只起延伸熱電極,使熱電偶的冷端移動(dòng)到控制室的儀表端子上,它本身并不能消除冷端溫度變化對測溫的影響,不起補(bǔ)償作用。因此,還需采用其他修正方法來補(bǔ)償冷端溫度t0≠0℃時(shí)對測溫的影響。

在使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)必須注意型號相配,極性不能接錯(cuò),補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶連接端的溫度不能超過100℃。

二、熱電阻

熱電阻是中低溫區(qū)zui常用的一種溫度檢測器。它的主要特點(diǎn)是測量精度高,性能穩(wěn)定。其中鉑熱是阻的測量度是zui高的,它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測溫,而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。

1.熱電阻測溫原理及材料

熱電阻測溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進(jìn)行溫度測量的。熱電阻大都由純金屬材料制成,目前應(yīng)用zui多的是鉑和銅,此外,現(xiàn)在已開始采用甸、鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。

2.熱電阻的結(jié)構(gòu)

1)普通型熱電阻 從熱電阻的測溫原理可知,被測溫度的變化是直接通過熱電阻阻值的變化來測量的,因此,熱電阻體的引出線等各種導(dǎo)線電阻的變化會(huì)給溫度測量帶來影響。為消除引線電阻的影響同般采用三線制或四線制。

2)鎧裝熱電阻 鎧裝熱電阻是由感溫元件(電阻體)、引線、絕緣材料、不銹鋼套管組合而成的堅(jiān)實(shí)體,它的外徑一般為φ2~φ8mm,zui小可達(dá)φ1mm。

與普通型熱電阻相比,它有下列優(yōu)點(diǎn):①體積小,內(nèi)部無空氣隙,熱慣性上,測量滯后??;②機(jī)械性能好、耐振,抗沖擊;③能彎曲,便于安裝④使用壽命長。

3)端面熱電阻 端面熱電阻感溫元件由特殊處理的電阻絲材繞制,緊貼在溫度計(jì)端面。它與一般軸向熱電阻相比,能更正確和快速地反映被測端面的實(shí)際溫度,適用于測量軸瓦和其他機(jī)件的端面溫度。

4)隔爆型熱電阻 隔爆型熱電阻通過特殊結(jié)構(gòu)的接線盒,把其外殼內(nèi)部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影響而發(fā)生的爆炸局限在接線盒內(nèi),生產(chǎn)現(xiàn)場不會(huì)引超爆炸。隔爆型熱電阻可用于Bla~B3c級區(qū)內(nèi)具有爆炸危險(xiǎn)場所的溫度測量。

3.熱電阻測溫系統(tǒng)的組成

熱電阻測溫系統(tǒng)一般由熱電阻、連接導(dǎo)線和顯示儀表等組成。必須注意以下兩點(diǎn):

①熱電阻和顯示儀表的分度號必須一致

②為了消除連接導(dǎo)線電阻變化的影響,必須采用三線制接法。

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