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    怎么看熱電偶和熱電阻哪個(gè)更合適?

    更新時(shí)間:2024-06-06       點(diǎn)擊次數:217
    在日常工作當中經(jīng)常遇到使用溫度測量?jì)x表,熱電阻與熱電偶同為溫度測量?jì)x表,同一個(gè)測溫地點(diǎn)我們選擇熱電阻還是選擇熱電偶呢?今天我們來(lái)全面剖析一下。

    熱電偶的結構

    熱電偶前端接合的形狀有 3 種類(lèi)型,如下圖所示??筛鶕犭娕嫉念?lèi)型、 線(xiàn)徑、使用溫度,通過(guò)氣焊、對焊、電阻焊、電弧焊、銀焊等方法進(jìn)行接合。

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    在工業(yè)應用中為了便于安裝及延長(cháng)熱電偶的使用壽命,通常使用外加套管的方式。套管一般分為保護管型和鎧裝型。

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    帶保護管的熱電偶是將熱電偶的芯線(xiàn)以及絕緣管插入保護管使用的熱電偶。保護管在防止芯線(xiàn)氧化、腐蝕的同時(shí),還可以保持熱電偶的機械強度。保護管有多種類(lèi)型,常用的如下表所示。

     

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    鎧裝型熱電偶

     

    鎧裝熱電偶的測量原理與帶保護管的熱電偶相同。它使用纖細的金屬管 ( 稱(chēng)為套管)作為上圖中絕緣管 (陶瓷) 的替代品,并使用氧化鎂 (MgO)等粉末作為絕緣材料。由于其外徑較細且容易彎曲, 所以適合用來(lái)測量物體背面與狹小空隙等處的溫度。此外,與帶保護管的熱電偶相比,其反應速度更為靈敏。鎧裝熱電偶的套管外徑范圍較廣,可以拉長(cháng)加工為 8.0mmф到 0.5mmф的各種尺寸。芯線(xiàn)拉伸得越細,常用溫度上限越低。如 K型熱電偶,套管外徑 0.5mmф的常用溫度上限是 600℃,8.0mmф的是 1050℃。

     

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    熱電阻的結構

    如下圖所示, 熱電阻的元件形狀有 3 種,目前陶瓷封裝型占主導地位。陶瓷封裝型用于帶保護管的熱電阻以及鎧裝熱電阻。陶瓷與玻璃封裝型的鉑線(xiàn)裸線(xiàn)直徑為幾十微米左右,云母板型的約為 0.05mm。引線(xiàn)則使用比元件線(xiàn)粗很多的鉑合金線(xiàn)。

    熱電阻元件的種類(lèi)

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    帶保護管的熱電阻圖例

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    鎧裝熱電阻

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    區別

    1.雖然都是接觸式測溫儀表,但它們的測溫范圍不同。熱電偶使用在溫度較高的環(huán)境,因它們在中,低溫區時(shí)輸出熱電勢很小 (查表可以看一下 ),當電勢小時(shí),對抗干擾措施和二次表和要求很高,否則測量不準,還有,在較低的溫度區域, 冷端溫度的變化和環(huán)境溫度的變化所引起的相對誤差就顯得很突出,不易得到全補償。這時(shí)在中低溫度時(shí),一般使用熱電阻測溫范圍為200~500,甚至還可測更低的溫度 (如用碳電阻可測到 1K 左右的低溫 ).現在正常使用鉑熱電阻Pt100,(也有Pt50,100和 50代表熱電阻在0度時(shí)的阻值,在舊分度號中用BA1,BA2來(lái)表示,BA1 在0度時(shí)阻值為46歐姆,在工業(yè)上也有用銅電阻,分度號為CU50和CU100,但測溫范圍較小,在50~150之間,在一些特殊場(chǎng)合還有銦電阻,錳電阻等)

    2.熱電偶測量溫度的基本原理是熱電效應, 二次表是一個(gè)檢伏計或為了提高精度時(shí)使用電子電位差計。電阻是基于導體和半導體的電阻值隨溫度而變化的特性而工作的, 二次表是一個(gè)不平衡電橋。

    3.由熱電偶測溫原理可知,只有在其冷端溫度恒定時(shí),被測溫度才與熱電勢成單值函數關(guān)系 .在實(shí)際使用中,就用一種熱電特性與相應熱電偶特性相似的廉價(jià)的連接導線(xiàn) (也稱(chēng)為補償導線(xiàn)),使熱電偶冷端引伸到溫度相對恒定的地方 (最好為0度),如用銅--康銅做補償導線(xiàn)來(lái)引申鎳鉻 ---鎳硅熱電阻 。因此,熱電偶到二次表延長(cháng)線(xiàn)是兩根。

     

    熱電阻與二次表之間是用銅導線(xiàn)連接的,為了減小環(huán)境變化引起的測量誤差,一般均采用三線(xiàn)制接法, 其中有兩根導線(xiàn)將熱電阻串聯(lián)于相鄰的兩個(gè)橋臂上,另一根導線(xiàn)是引來(lái)電源 ,使用時(shí)要求每根導線(xiàn)的電阻值與調整電阻之和都保證為5 歐姆( ±0.01)。

     

    工作中的現場(chǎng)判斷 

    1.熱電偶:熱電偶有正負極,補償導線(xiàn)也有正負之分。首先保證連接, 配置確。在運行中,常見(jiàn)的有短路、斷路、接觸不良 (有萬(wàn)用表可判斷 )和變質(zhì) (根據表面顏色來(lái)鑒別),檢查時(shí),要使熱電偶與二次表分開(kāi)。我在實(shí)踐中判斷的方法,供大家參考:用工具短接二次表上的補償線(xiàn),表指示室溫 (不是的話(huà),表壞 ),再短接熱電偶接線(xiàn)端子,表批示熱電偶所在的環(huán)境溫度 (不是,補償線(xiàn)有故障 ),再用萬(wàn)用表 mv檔大體估量熱電偶的熱電勢 (如正常,請檢查工藝 )。

    2.熱電阻:不外乎短路、和斷路、用萬(wàn)用表可判斷。在運行中,懷疑短路,只要將電阻端拆下一個(gè)線(xiàn)頭,看顯示儀表,如到最大,熱電阻短路、回零、導線(xiàn)短路,保證正常連接和配置時(shí),表值顯示低或不穩,保護管可能性進(jìn)水了。顯示最大,熱電阻斷路,顯示最小,短路 。一般來(lái)說(shuō),溫度在 300 度以下的用熱電阻, 300度以上的用熱電偶。隨著(zhù)溫度的變化,熱電阻的阻值會(huì )發(fā)生變化,熱電偶的熱電勢會(huì )發(fā)生變化。

    熱電阻目前都采用銅熱電阻和鉑熱電阻, 根據0度時(shí)熱電阻值的不同又分為不同的分度號,如PT100,PT1000,CU50 等,以PT100為例,PT 代表鉑,100代表0度時(shí)熱電阻的阻值是100歐姆。熱電偶目前大體上有 K,B,S等分度號,分別代表不同的材質(zhì),以用于不同的溫度范圍。例如:K 型為鎳鉻 -鎳硅材材,一般測量 0-800 度,B 型為鉑銠 30-鉑銠 6,一般測量 800-1600度。

    如何選擇熱電偶和熱電阻?

    根據測溫范圍選擇:500℃以上一般選擇熱電偶, 500℃以下一般選擇熱電阻;

    根據測量精度選擇:對精度要求較高選擇熱電阻,對精度要求不高選擇熱電偶;

    根據測量范圍選擇:熱電偶所測量的一般指 “點(diǎn)"溫,熱電阻所測量的一般指空間平均溫度。

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