熱電阻熱電偶基礎知識講解

1、熱電偶熱電阻測溫應用原理1熱電偶測溫的應用原理1. 1熱電偶測溫基本原理1. 2熱電偶的種類及結(jié)構(gòu)形成1. 2.1熱電偶的種類1. 2.2熱電偶的結(jié)構(gòu)形式1. 3熱電偶冷端的溫度補償1. 4溫度測量儀表的分類2熱電阻的應用原理2. 1熱電阻測溫原理及材料2. 2.1精通型熱電阻2. 2.2鎧裝熱電阻2. 2.3端面熱電阻2. 2.4隔爆型熱電阻2. 3熱電阻測溫系統(tǒng)的組成熱電偶熱電阻測溫應用原理1熱電偶測溫的應用原理熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測元件之一。其優(yōu)點是： 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。 測量范國廣。常用的熱電偶從-50-+1600C均可邊續(xù)測量，某些特

2、殊熱電偶最低可測到-269C （如金鐵銀銘），最高可達+2800C （如鴇銖）。 構(gòu)造簡單，使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬線組成，而且不受大小和開頭的限 制，外有保護套管，用起來非常方便。11熱電偶測溫基本原理將兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接起來，構(gòu)成一個閉合回路。當導體A和B的兩 個接觸點1和2之間存在溫差時，兩者之間便產(chǎn)生電動勢，因而在回路中形成一左大小的電流，這種現(xiàn)象稱為熱電效應。熱電偶就是利用這一效應來工作的。S3-1熱電偶訕路1. 2熱電偶的種類及結(jié)構(gòu)形成 1. 2.1熱電偶的種類常用熱電偶可分為標準熱電偶和非標準熱電偶兩大類。所調(diào)用標準熱電偶是指國家標準 規(guī)沱了其熱電

3、勢與溫度的關系.允許誤差、并有統(tǒng)一的標準分度表的熱電偶，它有與其配套 的顯示儀表可供選用。非標準化熱電偶在使用范用或數(shù)量級上均不及標準化熱電偶，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。標準化熱電偶我國從1988年1月1日 起，熱電偶和熱電阻全部按IEC國際標準生產(chǎn)，并指泄S、B、E. K. R、人T七種標準化 熱電偶為我國統(tǒng)一設計型熱電偶。1. 2.2熱電偶的結(jié)構(gòu)形式為了保證熱電偶可靠、穩(wěn)左地工作，對它的結(jié)構(gòu)要求如下: 組成熱電偶的兩個熱電極的焊接必須牢固； 兩個熱電極彼此之間應很好地絕緣，以防短路： 補償導線與熱電偶自由端的連接要方便可靠； 保護套管應能保證熱電極與有害介質(zhì)充分

4、隔離。1. 3熱電偶冷端的溫度補償由于熱電偶的材料一般都比較貴重（特別是釆用貴金屬時），而測溫點到儀表的距離都很 遠，為了肖省熱電偶材料，降低成本，通常釆用補償導線把熱電偶的冷端（自由端）延伸 到溫度比較穩(wěn)宦的控制室內(nèi)，連接到儀表端子上。必須指出，熱電偶補償導線的作用只起延 伸熱電極，使熱電偶的冷端移動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，不起補償作用。因此，還需釆用其他修正方法來補償冷端溫度to$（rc時對測 溫的影響。在使用熱電偶補償導線時必須注意型號相配，極性不能接錯，補償導線與熱電偶連接端的 溫度不能超過100Co1. 4溫度測量儀表的分類溫度測量儀表按測溫

5、方式可分為接觸式和非接觸式兩大類。通常來說接觸式測溫儀表測溫 儀表比較簡單、可靠，測量精度較髙；但因測溫元件與被測介質(zhì)需要進行充分的熱交金剛， 幫需要一立的時間才能達到熱平衡，所以存在測溫的延遲現(xiàn)象，同時受耐髙溫材料的限制， 不能應用于很高的溫度測量。非接觸式儀表測溫是通過熱輻射原理來測量溫度的，測溫元件 不需與被測介質(zhì)接觸，測溫范國廣，不受測溫上限的限制，也不會破壞被測物體的溫度場， 反應速度一般也比較快：但受到物體的發(fā)射率、測量距離、煙塵和水氣等外界因素的影響， 其測量誤差較大。2熱電阻的應用原理熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測器。它的主要特點是測量精度髙，性能穩(wěn)泄。其中 鉗熱是阻的測

6、疑精確度是最髙的，它不僅廣泛應用于工業(yè)測溫，而且被制成標準的基準儀。2. 1熱電阻測溫原理及材料熱電阻測溫是基于金屬導體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的。 熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應用最多的是鉗和銅，此外，現(xiàn)在已開始采用甸、線、 鐳和鏈等材料制造熱電阻。2. 2熱電阻的結(jié)構(gòu)2. 2.1精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線電阻的變化會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. 2.2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

7、的堅實體它的 外徑一般為（p2（p8mm,最小可達（plmm.與普通型熱電阻相比，它有下列優(yōu)點： 體積小，內(nèi)部無空氣隙，熱慣性上，測量滯后?。?機械性能好、耐振，抗沖擊： 能彎曲，便于安裝 使用壽命長。2. 2.3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，緊貼在溫度計端而。它與一般軸向熱電 阻相比，能更正確和快速地反映被測端而的實際溫度，適用于測量軸瓦和其他機件的端面溫 度。2. 2.4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 狐等影響而發(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

8、場所的溫度測量。2. 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、連接導線和顯示儀表等組成。必須注意以下兩點： 熱電阻和顯示儀表的分度號必須一致 為了消除連接導線電阻變化的影響，必須采用三線制接法表而舘熱電阻檢左規(guī)程目錄一概述二技術(shù)要求三檢定條件四檢左項目和檢泄方法五檢左結(jié)果處理和檢定周期附錄1表面冰點器附錄2表而水沸點槽附錄3表面鉗熱電阻檢定記錄附錄4表而鉗熱電阻檢左證書（背面）格式表而舘熱電阻檢左規(guī)程 本規(guī)程適用于新制造和使用中的表而鉗熱電阻（溫度范羽為一 60 - 1501C）的檢左。表面舘 熱電阻的制作可采用鉗金屬絲平繞、薄膜或厚膜技術(shù)及其他工藝。使用別的金屬制作成的表 而熱電阻

9、可以參照本規(guī)程執(zhí)行。一概述表面舘熱電阻是根拯金屬的電阻值隨溫度的改變而變化的特性作成的測溫器件。典型結(jié) 構(gòu)如圖1所示圖I一上榔& 2下電底* 3-金尿;（引出線表面鉗熱電阻的電阻值與溫度的關系為；K = Kc（i + 甩亠“八）（1式屮：R“表面鉗熱電阻在時的電阻值；A電阻溫度系數(shù).A=a-100D;B= -5.85XW 7；a= （W100- I） /100；二技術(shù)要求1表而鉗熱電阻的裝配和外觀應符合以下要求：1.1 部分裝配應正確、可靠、無缺損、無折痕1.2不得斷路或短路。13引岀線安裝牢固不得松動。1.4應有產(chǎn)品編號。2當環(huán)境溫度為15-35C、相對濕度不大于80%時，絕緣電阻不應小于2

10、0WL3表面鉗熱電阻的09電阻一般規(guī)泄為（10 士 0.5） Q, （50 士 0.5） Q。4表而鉗熱電阻100C和0C的電阻比為：W10= 1.3850 士 0.050三檢左條件5標準儀器和設備5. 1二等標準水銀溫度計（50-100C）或相當于同一等級的其他標準溫度計。5. 2精度為0.04%、5位半數(shù)字電壓表（可以測量電阻）或0。05級單臂電阻電橋，通過鉗熱 電阻的工作電流不超過5mAo5.3表而冰點器（見附錄1）5.4專用表而水沸點槽（見附錄2）或表面溫度計檢立裝置。其有效工作區(qū)域的表而溫場差不 大于0.2C55讀數(shù)望遠鏡5.6低壓兆歐表。6環(huán)境條件6.1溫度為（20 士 5C）,相

11、對濕度不大于80%6.2無可覺察的空氣流動和影響讀數(shù)的熱源。四檢建項目和檢泄方法7外觀檢査用萬用表檢査表而鉗熱電阻有無斷路或短路，英他裝配質(zhì)雖:用目力檢查8絕緣電阻值的測量表而鉗熱電阻的絕緣電阻值用兆歐表進行測量。測量前將被測熱電阻放在一金屬板卜，.用硅橡膠或其他彈性材料壓緊。測量時將熱電阻弓出線短路接至兆歐表一個接線柱卜，兆 歐表另一接線端接至金屬板上Ro Rioo的檢建9.1 R。的檢定在盛有冰水混合物的冰點器內(nèi)放人冰點杯，將表而鉗熱電阻緊貼至杯而底部，注意接觸 良好，在熱電阻和杯底間不應有空氣層存在。將熱電阻引線牢固地接至數(shù)字電壓表或電橋, 可采用四線制或二線制。若采用二線制，讀數(shù)必須減

12、去測星導線電阻值，穩(wěn)立后讀取。C電 阻值，讀數(shù)二次，然后取平均值。9.2 Rioo,的檢定將表而鉗熱電阻緊貼至表而水沸點槽的紫銅表而，待槽溫穩(wěn)定后即可讀數(shù)。同樣可采用 四線制或二線制。若采用二線制，讀數(shù)減去測疑導線電阻值即為表而鉗熱電阻值 讀數(shù)順序為：標準度計f被檢1 被檢2 f標準溫度計-被檢幵被檢科如此完成一循環(huán)，每次讀數(shù)不少于一個循環(huán)，取其平均值。表而鉗熱電阻R.o的檢左也可在苴他表而溫度計校驗裝宜上進行10表而鉗熱電阻Ri（x）的計算10在采用二等標準水銀溫度計作標準時:而的計算：實際溫度=標準水銀溫度計示值+修正值當發(fā)現(xiàn)二等標準水銀溫度計零點位巻發(fā)生變化時，則應采用下式求出新的示值修

13、正值：新的修正值=原證書修正值+（原證書中上限溫度檢定后的零點位巻一新測得的上限溫度檢左 后的零點位宜）10.2 Rioo的計算為:R too的計算為:Rioo = i?i + 000379x 肌尺氐被檢表面鉗熱電阻在表面水沸點梢或表面溫度計檢驗裝置溫度仃;8的電陰 值；Ro表面鉗熱電阻在0亡時的標稱電阻値；Az - 100V -/!R（）Rioo值取到小數(shù)點后第二位11被檢表而鉗熱電阻Wioo的計算Wioo= Rioo/ Ro電阻比Wioo值取到小數(shù)點后第四位。12其他測溫點電阻和溫度對照值的計算，采用公式及檢定結(jié)果的Ro及Rioo進行五檢泄結(jié)果處理和檢定周期13經(jīng)檢左符合本規(guī)程要求的表面鉗熱電阻發(fā)給檢泄證書;不符合本規(guī)程要求的發(fā)給檢左 結(jié)果通知書。14表而鉗熱電阻一般為一次使用，如重復使用時，檢左周期不得超過1年。附錄1表面冰點器用厚0.5mm的薄紫銅板制作成一專用冰點杯如圖】所示。將冰點杯放在盛有雪花狀 口*水冰的廣門冷線瓶上加入適謝略高于的冷水，使冰面發(fā)烏，冰水混合物低于廣I I 瓶沿3Qmxn左右，將表面冰點杯略壓.使杯底緊貼冰面.放置30min左右，杯面即形成0匸 表面溫度源：圖1圉2L 一稠壞水冷凝聽二2標除溫廉十卜扌奇竹：3夕卜殼；4無価水,5貯廿熱纟幺,6紫鈿衣1屈附錄3表面鉗熱電阻檢定記錄型9MfiffV妙埠線儀