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怎么看热电偶和热电阻哪个更合适?

更新时间:2024-06-06       点击次数:875
在日常工作当中经常遇到使用温度测量仪表,热电阻与热电偶同为温度测量仪表,同一个测温地点我们选择热电阻还是选择热电偶呢?今天我们来全面剖析一下。

热电偶的结构

热电偶前端接合的形状有 3 种类型,如下图所示??筛萑鹊缗嫉睦嘈?、 线径、使用温度,通过气焊、对焊、电阻焊、电弧焊、银焊等方法进行接合。

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在工业应用中为了便于安装及延长热电偶的使用寿命,通常使用外加套管的方式。套管一般分为?;す苄秃皖靶?。

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带?;す艿娜鹊缗际墙鹊缗嫉男鞠咭约熬倒懿迦氡;す苁褂玫娜鹊缗?。?;す茉诜乐剐鞠哐趸?、腐蚀的同时,还可以保持热电偶的机械强度。保护管有多种类型,常用的如下表所示。

 

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铠装型热电偶

 

铠装热电偶的测量原理与带?;す艿娜鹊缗枷嗤?。它使用纤细的金属管 ( 称为套管)作为上图中绝缘管 (陶瓷) 的替代品,并使用氧化镁 (MgO)等粉末作为绝缘材料。由于其外径较细且容易弯曲, 所以适合用来测量物体背面与狭小空隙等处的温度。此外,与带保护管的热电偶相比,其反应速度更为灵敏。铠装热电偶的套管外径范围较广,可以拉长加工为 8.0mmф到 0.5mmф的各种尺寸。芯线拉伸得越细,常用温度上限越低。如 K型热电偶,套管外径 0.5mmф的常用温度上限是 600℃,8.0mmф的是 1050℃。

 

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热电阻的结构

如下图所示, 热电阻的元件形状有 3 种,目前陶瓷封装型占主导地位。陶瓷封装型用于带?;す艿娜鹊缱枰约邦叭鹊缱?。陶瓷与玻璃封装型的铂线裸线直径为几十微米左右,云母板型的约为 0.05mm。引线则使用比元件线粗很多的铂合金线。

热电阻元件的种类

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铠装热电阻

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区别

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,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Pt50,100和 50代表热电阻在0度时的阻值,在旧分度号中用BA1,BA2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50~150之间,在一些特殊场合还有铟电阻,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 (最好为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)。

 

工作中的现场判断 

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 。一般来说,温度在 300 度以下的用热电阻, 300度以上的用热电偶。随着温度的变化,热电阻的阻值会发生变化,热电偶的热电势会发生变化。

热电阻目前都采用铜热电阻和铂热电阻, 根据0度时热电阻值的不同又分为不同的分度号,如PT100,PT1000,CU50 等,以PT100为例,PT 代表铂,100代表0度时热电阻的阻值是100欧姆。热电偶目前大体上有 K,B,S等分度号,分别代表不同的材质,以用于不同的温度范围。例如:K 型为镍铬 -镍硅材材,一般测量 0-800 度,B 型为铂铑 30-铂铑 6,一般测量 800-1600度。

如何选择热电偶和热电阻?

根据测温范围选择:500℃以上一般选择热电偶, 500℃以下一般选择热电阻;

根据测量精度选择:对精度要求较高选择热电阻,对精度要求不高选择热电偶;

根据测量范围选择:热电偶所测量的一般指 “点"温,热电阻所测量的一般指空间平均温度。

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