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热阻与热电偶的测量原理及区别
- 2019-04-02-

热阻与热电偶的测量原理及区别

热电偶是工业中常用的温度传感元件之一。优点是:


1测量精度高。由于热电偶与被测对象直接接触,所以不受中间介质的影响。


2宽测量范围。常用热电偶可连续测量-50~+1600°C,一些特殊热电偶可测量-269°C(如金铁、镍、铬等),而Zui可达+2800°C(如钨铋)。


3结构简单,使用方便。热电偶通常由两根不同的电线组成,不受尺寸和开口的限制。它们有保护套,使用非常方便。


1.热电偶测温的基本原理


将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接在一起形成一个闭环。当导体A和B的两个附着点1和2之间存在温差时,在两者之间产生一个电动势,从而在环路中形成一个大小的电流。这种现象称为热电效应。热电偶利用这种效应起作用。


2.热电偶类型与结构形成


(1)热电偶类型


常用的热电偶可分为两类:标准热电偶和非标准热电偶.标准热电偶是指国家标准规定的热电电势与温度的关系、允许误差和统一的标准索引表的热电偶。它有一个与它兼容的显示仪器。非标准化热电偶在使用或数量级上不如标准热电偶好。通常,没有统一的索引表,它主要用于某些特殊场合的测量。标准化热电偶


1988年1月1日以来,按照IEC国际标准生产热电偶和热敏电阻,七种标准热电偶S、B、E、K、R、J和T被指定为中国统一设计的热电偶。


(2)热电偶的结构,为保证热电偶的可靠稳定运行,其结构要求如下:


1构成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固;


2两个热电极之间应保持良好的绝缘性,以防止短路;


补偿线与热电偶自由端的连接应方便可靠;


4保护套应确保热电极与有害介质充分隔离。


3.热电偶冷结的温度补偿


由于热电偶材料通常比较昂贵(特别是在使用贵金属时),而且测温点离仪表很远,为了节省热电偶材料和降低成本,通常采用补偿线来冷却热电偶的冷端(自由端延伸到相对稳定的温度控制室并连接到仪表终端)。必须指出的是,热电偶补偿线的作用只延伸了热电极,使热电偶的冷端移动到控制室的仪表终端,其本身并没有消除冷端温度变化对测温的影响,不进行补偿。因此,需要其它的校正方法来补偿0≠0°C的冷结温度对温度测量的影响。


在使用热电偶补偿线时,必须注意模型匹配,极性不能不正确地连接,补偿线与热电偶连接端之间的温度不能超过100°C。


温度测量仪器的分类


根据测温方法,测温仪器可分为接触式和非接触式两种。一般来说,接触式测温仪的测温仪器相对简单可靠,测量精度高。然而,由于测温元件和被测介质需要完全加热,因此需要一定的时间才能达到热平衡,因此需要进行试验。温度延迟受高温材料的限制,不能应用于非常高的温度测量。非接触式测温仪的测温是基于热辐射原理的.测温元件不需要与被测介质接触。温度范围宽,不受测温上限的限制,被测物体的温度场不受破坏。反应速度一般较快,但受物体发射率、测量距离、烟尘和水分等外界因素的影响,测量误差较大。


热阻应用原理


热阻是中低温区常用的温度探测器。其主要特点是测量精度高,性能稳定。其中,铂热阻的测量精度高,不仅广泛应用于工业温度测量,而且成为标准的参考仪器。


1.热阻测温原理及材料


热敏电阻测温的依据是金属导体的电阻值随温度的升高而增大。大部分的热阻是由纯金属材料制成的。目前,Zui的使用是铂和铜。此外,还使用DIAN、镍、锰和镧等材料制备了耐热材料。


2.热阻结构


(1)掌握型热阻


从热阻的温度测量原理可知,测量温度的变化直接由热阻的变化来测量。因此,热敏电阻体的引线等各种导线的电阻变化可能影响温度测量。为了消除铅电阻的影响,采用了三线制或四线制。


(2)装甲热阻


装甲热敏电阻是由温度传感元件(电阻)、导线、绝缘材料和不锈钢衬套组成的实体。其外径一般为φ2~φ8mm,而SUI与φmm一样小。


与普通型热阻相比,它具有体积小、内部无气隙、热惯量小、测量滞后小等优点;2具有良好的力学性能、抗振动、抗冲击性能;3可弯曲,安装方便,使用寿命长。


(3)端面热阻


端面热阻温度传感元件由经过特殊处理的电阻丝缠绕,紧贴于温度计端面。结构如图2-1-8所示.与一般的轴向热阻相比,它能更准确、快速地反映被测端面的实际温度,适用于轴承轴瓦等零件端面温度的测量。


(4)隔爆热阻


防爆热阻仅限于通过特殊结构的接线盒在套管内爆炸混合气体中的火花或电弧引起的爆炸,而且生产现场不会导致爆炸。防爆热阻可用于Bla~B3c级爆炸易发地区的温度测量。


3.热阻测温系统的组成


热阻测温系统一般由热敏电阻、连接线和显示仪表组成。必须注意以下两点:1显示仪器的热阻和指数必须相同。


2为了消除接线电阻变化的影响,必须采用三线连接方式。


(2)装甲热阻


装甲热敏电阻是由温度传感元件(电阻)、导线、绝缘材料和不锈钢衬套组成的实体。其外径一般为φ2~φ8mm,而SUI与φmm一样小。


与普通型热阻相比,它具有体积小、内部无气隙、热惯量小、测量滞后小等优点;2具有良好的力学性能、抗振动、抗冲击性能;3可弯曲,安装方便,使用寿命长。


(3)端面热阻


端面热阻温度传感元件由经过特殊处理的电阻丝缠绕,紧贴于温度计端面。与一般的轴向热阻相比,它能更准确、快速地反映被测端面的实际温度,适用于轴承轴瓦的测量。以及其他零件的端面温度。


(4)防爆型热阻隔爆型热阻通过接线盒的特殊结构,套管内的爆炸混合物被火花或电弧损坏,其他影子电阻必须改变电阻线的长度并影响电阻值。为此,最好更换新的电阻体。如果使用焊接修复,则必须在焊接后进行验证才能使用。



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