熱電阻熱電偶基礎(chǔ)知識資料

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13 熱電偶冷端的溫度補償14 溫度測量儀表的分類2 熱電阻的應用原理21 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23 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。 測量范圍廣。常用的熱電偶從 -50+1600 均可邊續(xù)測量，某些特殊

2、熱電偶最低可測到 -269 （如金鐵鎳鉻），最高可達 +2800 （如鎢 -錸）。 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，外有保護套管，用起來非常方便。1 1 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定大小的電 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。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

3、偶是指國家標準 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圍或數(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)，并指定 S、B、 E、K、R、J、T 七種標準化 熱電偶為我國統(tǒng)一設(shè)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)定地工作，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

4、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)充分隔離。13 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（特別是采用貴 金屬時），而測溫點到儀表的距離都很 遠，為了節(jié)省熱電偶材料，降低成本，通常采用補償導線把熱電偶的冷 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，還需采用其他修正方法來補償冷端溫度 t0 0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

5、接端的 溫度不能超過 100 。14 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)需要進行充分的熱交金剛， 幫需要一定的時間才能達到熱平衡，所以存在測溫的延遲現(xiàn)象，同時受耐高溫材料的限制， 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

6、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高， 性能穩(wěn)定。 其中 鉑熱是阻的測量精確度是最高的，它不僅廣泛應用于工業(yè)測溫，而且被制成標準的基準儀。21 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 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

7、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的堅實體它的 外徑一般為 28mm，最小可達 1mm 。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，測量滯后小； 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 弧等影響而發(fā)

8、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 BlaB3c 級區(qū)內(nèi)具有爆炸危險場所的溫度測量。23 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面鉑熱電阻檢定規(guī)程 目錄 一概述（背面）格式二技術(shù)要求 三檢定條件 四檢定項目和檢定方法 五檢定結(jié)果處理和檢定周期 附錄 1 表面冰點器 附錄 2 表面水沸點槽 附錄 3 表面鉑熱電阻檢定記錄 附錄 4 表面鉑熱電阻檢定證書表面鉑熱電阻檢定規(guī)程本規(guī)程適用于新制造和使用中的表面鉑熱電阻（溫度范圍為一

9、 60 一 1501C） 的檢定。表面鉑熱電阻的制作可采用鉑金屬絲平繞、 薄膜或厚膜技術(shù)及其他工藝。 使用別的金屬制作成的表 面熱電阻可以參照本規(guī)程執(zhí)行。一概述表面鉑熱電阻是根據(jù)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 所示技術(shù)要求1 表面鉑熱電阻的裝配和外觀應符合以下要求1.1 各部分裝配應正確、可靠、無缺損、無折痕l.2 不得斷路或短路。1.3 引出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 20WL3 表面鉑熱電阻的 0電阻一般規(guī)定為 （10士 0.5），（50士 0.5）。4 表

10、面鉑熱電阻 100和 0 的電阻比為 :W10= 1.3850 士 0.050三檢定條件5 標準儀器和設(shè)備5. 1 二等標準水銀溫度計 （50-100）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，通過鉑熱 電阻的工作電流不超過 5mAo5.3 表面冰點器 （見附錄 1）5.4 專用表面水沸點槽 （見附錄 2）或表面溫度計檢定裝置。其有效工作區(qū)域的表面溫場差不 大于 0.25 5 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 5），相對濕度不大于 80%6.2 無可覺察的空氣流動和影響讀數(shù)的熱源。

11、四檢定項目和檢定方法7 外觀檢查 用萬用表檢查表面鉑熱電阻有無斷路或短路，其他裝配質(zhì)量用目力檢查8 絕緣電阻值的測量表面鉑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，歐表另一接線端接至金屬板上R0 R100 的檢定電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，將表面鉑熱電阻緊貼至杯面底部，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)必須減去測量導線電阻值，穩(wěn)定后讀取。 阻值，讀數(shù)二次，

12、然后取平均值。9.2 R100,的檢定 將表面鉑熱電阻緊貼至表面水沸點槽的紫銅表面，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)減去測量導線電阻值即為表面鉑熱電阻值 讀數(shù)順序為 :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。 表面鉑熱電阻 R,o 的檢定也可在其他表面溫度計校驗裝置上進行10 表面鉑熱電阻 R100 的計算10.1 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置發(fā)生變化時，則應采用下式求出新的示值修正值 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置一新

13、測得的上限溫度檢定 后的零點位置 ）10.2 R100 的計算為 :R0 R100 值取到小數(shù)點后第二位11 被檢表面鉑熱電阻 W100 的計算W100= R100/ R0電阻比 W100 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(1)及檢定結(jié)果的 R0及 R100進行五檢定結(jié)果處理和檢定周期13 經(jīng)檢定符合本規(guī)程要求的表面鉑熱電阻發(fā)給檢定證書;不符合本規(guī)程要求的發(fā)給檢定結(jié)果通知書。14 表面鉑熱電阻一般為一次使用，如重復使用時，檢定周期不得超過 1 年。附錄3表面鉗熱電阻檢定記錄SV環(huán)境噩度V加線5(0)儀器1度%電阻I）編號駝點林準掘度if號123456故槍編號 -1冰點諺數(shù) (fl)12啊(H)局（水褂點讀散（