熱電偶熱電阻測溫應(yīng)用原理

熱電偶測溫的應(yīng)用原理

　　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：

　?、贉y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,。

　?、跍y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)執(zhí)著點(diǎn)1和2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,。

　?。?）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：

　?、俳M成熱電偶的兩個(gè)熱電極的焊接必須牢固；

　?、趦蓚€(gè)熱電極彼此之間應(yīng)很好地絕緣,，以防短路；

　?、垩a(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶自由端的連接要方便可靠,；

　?、鼙Ｗo(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℃。

　　溫度測量儀表的分類

　　溫度測量儀表按測溫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，測量精度較高,。

--但因測溫元件與被測介質(zhì)需要進(jìn)行充分的熱交金剛,，幫需要一定的時(shí)間才能達(dá)到熱平衡，所以存在測溫的延遲現(xiàn)象,，同時(shí)受耐高溫材料的限制,，不能應(yīng)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,，測溫范圍廣,，不受測溫上限的限制，也不會破壞被測物體的溫度場,，反應(yīng)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。

　　熱電阻的應(yīng)用原理

　　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)

　?。?）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(dǎo)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,，

　?。?）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)φmm,。

　　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?。虎跈C(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,，其結(jié)構(gòu)如圖2-1-8所示。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。

　?。?）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

　?、跒榱讼B接導(dǎo)線電阻變化的影響,，必須采用三線制接法

　（1）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)φmm。

　　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?。虎跈C(jī)械性能好,、耐振,，抗沖擊,；③能彎曲，便于安裝④使用壽命長,。

　?。?）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