熱電阻熱電偶基礎(chǔ)知識(shí)講解

1、熱電偶熱電阻測(cè)溫應(yīng)用原理1熱電偶測(cè)溫的應(yīng)用原理1. 1熱電偶測(cè)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(bǔ)償1. 4溫度測(cè)量?jī)x表的分類2熱電阻的應(yīng)用原理2. 1熱電阻測(cè)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(cè)溫系統(tǒng)的組成熱電偶熱電阻測(cè)溫應(yīng)用原理1熱電偶測(cè)溫的應(yīng)用原理熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測(cè)元件之一。其優(yōu)點(diǎn)是： 測(cè)量精度高。因熱電偶直接與被測(cè)對(duì)象接觸，不受中間介質(zhì)的影響。 測(cè)量范國(guó)廣。常用的熱電偶從-50-+1600C均可邊續(xù)測(cè)量，某些特

2、殊熱電偶最低可測(cè)到-269C （如金鐵銀銘），最高可達(dá)+2800C （如鴇銖）。 構(gòu)造簡(jiǎn)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(hù)套管，用起來非常方便。11熱電偶測(cè)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)接觸點(diǎn)1和2之間存在溫差時(shí)，兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，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(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)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(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(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)沱了其熱電

3、勢(shì)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)化熱電偶在使用范用或數(shù)量級(jí)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(chǎng)合的測(cè)量。標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶我國(guó)從1988年1月1日 起，熱電偶和熱電阻全部按IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，并指泄S、B、E. K. R、人T七種標(biāo)準(zhǔn)化 熱電偶為我國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)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(duì)它的結(jié)構(gòu)要求如下: 組成熱電偶的兩個(gè)熱電極的焊接必須牢固； 兩個(gè)熱電極彼此之間應(yīng)很好地絕緣，以防短路： 補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶自由端的連接要方便可靠； 保護(hù)套管應(yīng)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(bǔ)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(shí)），而測(cè)溫點(diǎn)到儀表的距離都很 遠(yuǎn)，為了肖省熱電偶材料，降低成本，通常釆用補(bǔ)償導(dǎo)線把熱電偶的冷端（自由端）延伸 到溫度比較穩(wěn)宦的控制室內(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(duì) 測(cè)溫的影響，不起補(bǔ)償作用。因此，還需釆用其他修正方法來補(bǔ)償冷端溫度to$（rc時(shí)對(duì)測(cè) 溫的影響。在使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)必須注意型號(hào)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100Co1. 4溫度測(cè)量?jī)x表的分類溫度測(cè)量?jī)x表按測(cè)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(cè)溫儀表測(cè)溫 儀表比較簡(jiǎn)單、可靠，測(cè)量精度較髙；但因測(cè)溫元件與被測(cè)介質(zhì)需要進(jìn)行充分的熱交金剛， 幫需要一立的時(shí)間才能達(dá)到熱平衡，所以存在測(cè)溫的延遲現(xiàn)象，同時(shí)受耐髙溫材料的限制， 不能應(yīng)用于很高的溫度測(cè)量。非接觸式儀表測(cè)溫是通過熱輻射原理來測(cè)量溫度的，測(cè)溫元件 不需與被測(cè)介質(zhì)接觸，測(cè)溫范國(guó)廣，不受測(cè)溫上限的限制，也不會(huì)破壞被測(cè)物體的溫度場(chǎng)， 反應(yīng)速度一般也比較快：但受到物體的發(fā)射率、測(cè)量距離、煙塵和水氣等外界因素的影響， 其測(cè)量誤差較大。2熱電阻的應(yīng)用原理熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測(cè)器。它的主要特點(diǎn)是測(cè)量精度髙，性能穩(wěn)泄。其中 鉗熱是阻的測(cè)

6、疑精確度是最髙的，它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。2. 1熱電阻測(cè)溫原理及材料熱電阻測(cè)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(cè)量的。 熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應(yīng)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(cè)溫原理可知，被測(cè)溫度的變化是直接通過熱電阻阻值的變化來測(cè)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(cè)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(jiān)實(shí)體它的 外徑一般為（p2（p8mm,最小可達(dá)（plmm.與普通型熱電阻相比，它有下列優(yōu)點(diǎn)： 體積小，內(nèi)部無空氣隙，熱慣性上，測(cè)量滯后?。?機(jī)械性能好、耐振，抗沖擊： 能彎曲，便于安裝 使用壽命長(zhǎng)。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(jì)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(cè)端而的實(shí)際溫度，適用于測(cè)量軸瓦和其他機(jī)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(chǎng)不會(huì)引超爆炸。隔爆型熱電阻可用于 Bla-B3c級(jí)區(qū)內(nèi)具有爆炸危險(xiǎn)

8、場(chǎng)所的溫度測(cè)量。2. 3熱電阻測(cè)溫系統(tǒng)的組成熱電阻測(cè)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)： 熱電阻和顯示儀表的分度號(hào)必須一致 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(xiàng)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(diǎn)器附錄2表而水沸點(diǎn)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(cè)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(guān)系為；K = Kc（i + 甩亠“八）（1式屮：R“表面鉗熱電阻在時(shí)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(yīng)符合以下要求：1.1 部分裝配應(yīng)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(dòng)。1.4應(yīng)有產(chǎn)品編號(hào)。2當(dāng)環(huán)境溫度為15-35C、相對(duì)濕度不大于80%時(shí)，絕緣電阻不應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)儀器和設(shè)備5. 1二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)（50-100C）或相當(dāng)于同一等級(jí)的其他標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)。5. 2精度為0.04%、5位半數(shù)字電壓表（可以測(cè)量電阻）或0。05級(jí)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(diǎn)器（見附錄1）5.4專用表而水沸點(diǎn)槽（見附錄2）或表面溫度計(jì)檢立裝置。其有效工作區(qū)域的表而溫場(chǎng)差不 大于0.2C55讀數(shù)望遠(yuǎn)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(duì)濕度不大于80%6.2無可覺察的空氣流動(dòng)和影響讀數(shù)的熱源。四檢建項(xiàng)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(cè)量表而鉗熱電阻的絕緣電阻值用兆歐表進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量前將被測(cè)熱電阻放在一金屬板卜，.用硅橡膠或其他彈性材料壓緊。測(cè)量時(shí)將熱電阻弓出線短路接至兆歐表一個(gè)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(diǎn)器內(nèi)放人冰點(diǎn)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(yīng)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(cè)星導(dǎo)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(diǎn)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(cè)疑導(dǎo)線電阻值即為表而鉗熱電阻值 讀數(shù)順序?yàn)椋簶?biāo)準(zhǔn)度計(jì)f被檢1 被檢2 f標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)-被檢幵被檢科如此完成一循環(huán)，每次讀數(shù)不少于一個(gè)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(jì)校驗(yàn)裝宜上進(jìn)行10表而鉗熱電阻Ri（x）的計(jì)算10在采用二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)作標(biāo)準(zhǔn)時(shí):而的計(jì)算：實(shí)際溫度=標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)示值+修正值當(dāng)發(fā)現(xiàn)二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)零點(diǎn)位巻發(fā)生變化時(shí)，則應(yīng)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(diǎn)位巻一新測(cè)得的上限溫度檢左 后的零點(diǎn)位宜）10.2 Rioo的計(jì)算為:R too的計(jì)算為:Rioo = i?i + 000379x 肌尺氐被檢表面鉗熱電阻在表面水沸點(diǎn)梢或表面溫度計(jì)檢驗(yàn)裝置溫度仃;8的電陰 值；Ro表面鉗熱電阻在0亡時(shí)的標(biāo)稱電阻値；Az - 100V -/!R（）Rioo值取到小數(shù)點(diǎn)后第二位11被檢表而鉗熱電阻Wioo的計(jì)算Wioo= Rioo/ Ro電阻比Wioo值取到小數(shù)點(diǎn)后第四位。12其他測(cè)溫點(diǎn)電阻和溫度對(duì)照值的計(jì)算，采用公式及檢定結(jié)果的Ro及Rioo進(jìn)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(fù)使用時(shí)，檢左周期不得超過1年。附錄1表面冰點(diǎn)器用厚0.5mm的薄紫銅板制作成一專用冰點(diǎn)杯如圖】所示。將冰點(diǎn)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(diǎn)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(biāo)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