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热电阻与热 电偶的区别

2018-04-10 10:13:06

热电阻与热 电偶主要区别


与热电阻均 属于温度测量中的接触式测温,尽管其作用 相同都是测量物体的温度,但是他们的原理与特点却不尽相同。

热电偶是温 度测量中应用最广泛的温,他的主要特点就是测温范围宽,性能比较稳定,同时结构简单,动态响应好,更能够远传4-20mA电信号,便 于自动控制和集中控制。热电偶的测温原理是基于。将两种不 同的导体或半导体连接成闭合回路,当两个接点处的温度不同时,回路中将产生热,这种现象 称为热电效应,又称为。闭合回路 中产生的热电势有两种电势组成;和接触电势 。温差电势是指同一导体的两端因温度不同而产生的电势,不同的导体具有不同的,所以他们 产生的电势也不相同,而接触电势顾名思义就是指两种不同的导体相接触时,因为他们的电子密度不同所以产生一定的电子扩散,当他们达到一定的平衡后所形成的电势,接触电势的大小取决于两种不同导体的材料性质以及他们 接触点的温度。目前国际上应用的热电偶具有一个标准规范,国际上规定热电偶分为八个不同的分度,分别为BRSKNEJT,其测量温 度的最低可测零下270℃,最高可达 1800℃,其中BRS属于铂系列 的热电偶,由于铂属于贵重金属,所以他们又被称为贵而剩下的几 个则称为廉价金属热电偶。热电偶的结构有两种,普通型和型。普通性 热电偶一般由热电极,绝缘管,保 护套管和接线盒等部分组成,而铠装型热电偶则是将,绝缘材料 和金属保护套管三者组合装配后,经过拉伸加工而成的一种坚实的组合体。但是热电偶的电信号却需要一种特殊的导线来进行传递,这种导线我们称为。不同的热 电偶需要不同的补偿导线,其主要作用就是与热电偶连接,使热电偶的参比端远离电源,从而使参比端温度稳定。补偿导线又分为补偿型和延长型两种,延长导线的化学成分与被补偿的热电偶相同,但是实际中,延长型的导线也 并不是用和热电偶相同材质的金属,一般采用和热电偶具有相同电子密度的导线代替。补偿导线的与热电偶的连线一般都是很明了,热电偶的正极连接补偿导线的红色线,而则连接剩下 的颜色。一般的补偿导线的材质大部分都采用铜镍合金。

热电阻不仅 广泛应用于工业测温,而且被制成标准的基准仪。但是由于他的测温范围使他的应用受到了一定的限制,热电阻的测温原理是基于导体或半导体的电阻值随着温度的变化而变化的特性。其优点也很多,也可以远传电信号,灵敏度 高,稳定性强,互换性以及准确性都比较好,但是需要电源激励,不能够瞬时测量温度的变化。工业用热电阻一般采用Pt100Pt10Cu50Cu100的测温的范 围一般为零下200-800℃,铜热电阻 为零下40140℃。热电阻和 热电偶一样的区分类型,但是他却不需要补偿导线,而且比热电偶便宜。

铂热电阻的 安装形式很多,有固定螺纹安装,活动螺纹安装,固定安装,活动 法兰安装,活动管接头安装,直行管接头安装等等。

热电阻与热 电偶的选择最大的区别就是温度范围的选择,热电阻是测量低温的


一般测量温 度在-200~800℃,而热电偶是测量中高温的温度传感器,一般测量温 度在400~1800℃,在选择时 如果测量温度在200℃左右就应该 选择热电阻测量,如果测量 温度在600℃就应该选择  ,如果测量 温度在1200~1600℃就应该选择  S型或者

热电阻与热 电偶相比有以下特点:

1、同样温度 下输出信号较大,易于测量。

2、测电阻必 须借助外加电源。

3、热电阻感 温部分尺寸较大,而热电偶工作端是很小的焊点,因而热电阻测温的反应速度比热电偶慢;

4、同类材料 制成的热电阻不如热电偶测温上限高。

热电偶和热 电阻区别:

第一、信号 的性质,热电阻本身是电阻,温度的变化,使电阻产生 正的或者是负的阻值变化;而热电偶是产生感应电压的变化,他随温度的改变而改变..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)测量范围为 300~~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,低温区时输出热电势很,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Pt5010050代表热电阻 在0度时的阻值 。在旧分度号中用BA1,BA2来表示,BA10度时阻值为 46欧姆,在工 业上也有用铜电阻,分度号为CU50CU100,但测温范 围较小,在一50~~150之间,在一 些特殊场合还有铟电阻、锰电阻等)

第二、工作 中的现场判断

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,用工具短接二次表上的补偿线,表指示室温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)

热电阻短路 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,如到最大,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最大,热电阻断路显示最小 短路。

第三、从材 料上分,热阻是一种金属材料,具有温度敏感变化的金属材料,热电偶是双金属材料,既两种不同的金属,由于温度的变化,在两个不同金属丝的两端产生电势差。

第四、两种 传感器检测的温度范围不一样,热阻一般检测0-150度温度范围 (当然可以检 测负温度),热电偶可 检测0-1000度的温度范 围(甚至更高)所以,前者 是低温检测,后者是高温检测。 [1] 

测量方法

热电阻温度 计的原理是利用导体或半导体的电阻随温度变化这一特性。


热电阻温度 计的主要优点有:测量精度高,复现性好;有较大的测量范围,尤其是在低温方面;易于使用在自动测量中,也便于远距离测量。同样,热电阻也有缺陷,在高温(大于850℃)测量中准 确性不好;易于氧化和不耐腐蚀。

目前,用于 热电阻的材料主要有铂、铜、镍等,采用这些材料主要是它们在常用温度段的温度与电阻的比值是线性关系,我们这里主要介绍铂电阻温度计。

铂是一种贵 金属,它的物理化学性能很稳定,尤其是耐氧化能力很强,它易于提纯,有良好的工艺性,可以制成极细的铂丝,与铜,镍等金属相比,有较高的电阻率,复现性高,是一种比较理想的热电阻材料,缺点是电阻温度系数较小,在 还原介质中工作易变脆,价格也较贵。铂的纯度通常用电阻比来表示: W(100)=R100/R0

R100表示100℃时的电阻值  ;R0表示0℃时的电阻值

根据IEC标准,采用 W(100)=1.3850 初始电阻值 为R0=100ΩR0=10Ω)的铂电阻 为工业用标准铂电阻,R0=10Ω的铂电阻温 度计的阻丝较粗,主要应用于测量600℃以上的温度 。铂电阻的电阻与温度方程为一分段方程:

Rt=R0[1+At+Bt2+C(t100℃)t3] t 表示在-2000℃

Rt=R0(1+At+Bt2) t表示在0850℃

解此方程, 则可根据电阻值已知温度值,但实际工作中,可以查热电阻分度表来根据电阻值确定温度值。

根据标准规 定,铂热电阻分为A级和B级,A级测温允许 误差±0.15℃+0.002|t|, B级测温允许 误差±0.3℃+0.005|t|)。

现场使用的热电阻一般都是铠装热电阻 ,它是由热电阻体、绝缘材料、保护管组成,热电阻体和保护管焊接一起,中间填充绝缘材料,这样能够很好的保护热电阻体,耐冲击,耐震,耐腐蚀。

三线制铂热 电阻测量方法:

铂热电阻有 两线制,三线制,四线制几种,两线制在测量中误差较大,已不使用,现在工业用一般是三线制的,实验室用一般为四线制。这里主要介绍下三线制铂热电阻的接线。三线制铂热电阻是在电阻的a端并联一个 c端,从而实 现电阻引出abc三个接线端 子,这样,由b导线引入的 测量导线本身的电阻,可以由c导线来补偿 ,使引线电阻不随温度变化而引入的引线电阻误差的影响减小很多。三线制铂热电阻,在二次仪表中,均有可变阻值的电桥,根据所配合的铂热电阻的量程不同,可以对二次仪表的电桥中的铂热电阻进行微调,能进行更精确的测 量。

热电阻温度 计分度新方法:

工业铂电阻 温度计是一种被广泛使用的测温仪器。长期以来,国内外相关标准或技术规范中普遍采用CVD方程的计算 方法对其进行检定分度。但采用CVD方程检定分 度的工业铂电阻温度计准确度不高、稳定性低、不确定度较大,无法作为传递标准使用。

为此,多数 工业测温领域或要求不高的实验室只能采用精度较高的标准铂电阻温度计作为溯源传递标准,但实际工业测温领域由于各种条件限制,标准铂电阻温度计无法使用,使得温度量值传递和溯源在这些地方无法实现,不能开展实际的 计量校准工作。

对工业铂热 电阻温度计进行检定分度的可行性,并与普遍采用的CVD方程给出的 温度电阻关系计 算结果相比较,进而给出二者存在的差异,探讨建立精密工业铂电阻温度计作为传递标准的途径与方法。通过对不同型号、不同厂家制造的多支工业铂热电阻在不同温区分别开展研究和分析,给出每支温度计的实验结果、数据曲 线及采用两种不同方法分度所引起的测量误差。

实验证明, ITS-1990国际温标的 内插方法用于工业铂热电阻温度计是可行的,与CVD方程用于工 业铂电阻检定分度的计算方法相比,具有较好的准确性和一致性。此前,意大利和加拿大的国家计量技术机构进行了采用国际温标内插公式研究工业铂电阻分度方法的工作。

提高工业电 阻测温准确性和稳定性的传统手段都在元件纯度、封装技术、制作流程上下功夫;则从计算方法上给出了新思路,为精密铂电阻和工业铂电阻在温度量值传递和溯源体系的完善奠定了基础,可广泛应用于工业铂电阻的测温领域。

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