热电偶和热电阻的知识
热电偶和热电阻的区别与识别方法
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热电偶和热电阻的区别与识别方法热电偶和热电阻是工业上常用的两种温度传感器,它们在测量温度方面具有很好的性能。
然而,它们的工作原理和特点有很大的区别。
本文将就热电偶和热电阻的区别及识别方法进行详细的介绍,希望能够为大家对这两种传感器有一个更深入的了解。
一、热电偶和热电阻的工作原理1. 热电偶的工作原理热电偶是利用两种不同材料的热电势差产生的原理来测量温度的。
当两种不同金属相接形成闭合回路后,如果两个接头处于不同的温度下,就会在回路中产生一个热电动势,这种现象称为热电效应。
通过测量这个热电动势的大小,就可以确定两个接头处的温度差,从而测量出被测物体的温度。
热电偶的优点是测量范围广,精度高,响应速度快,但是对环境条件和测量电路的影响比较敏感。
2. 热电阻的工作原理热电阻是利用材料的电阻随温度变化的特性来测量温度的。
一般情况下,热电阻的电阻值随温度升高而增大,利用这个特性可以通过测量热电阻的电阻值来确定被测物体的温度。
热电阻的优点是测量精度高,线性好,但是响应速度相对较慢,不适合对温度变化较快的物体进行测量。
二、热电偶和热电阻的区别1. 原理区别热电偶利用热电效应来测量温度,而热电阻利用电阻随温度变化的特性来测量温度,两者的工作原理完全不同。
2. 测量范围区别热电偶的测量范围更广,可以用于测量-200℃至1800℃范围内的温度;而热电阻的测量范围相对较窄,一般在-200℃至600℃之间。
3. 线性特性区别热电偶的温度-电压变化是非线性的,而热电阻的温度-电阻变化是线性的。
4. 响应速度区别热电偶由于其工作原理的特性,响应速度比较快,适合对温度变化较快的物体进行测量;而热电阻的响应速度相对较慢,不适合对温度变化较快的物体进行测量。
5. 环境条件影响区别热电偶对环境条件和测量电路的影响比较敏感,容易受到干扰;而热电阻对环境条件和测量电路的影响相对较小。
6. 价格区别由于其工作原理和特性的不同,热电偶的制作工艺相对较为复杂,成本较高;而热电阻的制作工艺相对简单,成本较低。
热电偶和热电阻的相同点和不同点
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热电偶和热电阻的相同点和不同点热电偶和热电阻是常用于温度测量的两种传感器,它们都能够将温度转化为电信号输出。
但是,它们在原理、结构、特点和应用方面都有所不同。
本文将分别从这四个方面来探讨热电偶和热电阻的相同点和不同点。
一、原理热电偶的原理是基于塞贝克效应,即两种不同金属连接处会产生电动势,其大小与两种金属的温度差有关。
热电偶由两种不同金属材料组成,其中一段称为热电极,另一段称为冷端,两端连接在测量仪表上。
当热电极处于高温状态时,它会产生电动势,这个电动势会随着温度的变化而变化,从而可以测量出温度值。
热电阻的原理是基于温度对电阻的影响,即电阻随着温度的升高而增加。
热电阻是由一种电阻材料制成,通常是铂或镍,其电阻值随着温度的变化而变化。
当电阻材料受到热量作用时,它的电阻值会发生变化,从而可以测量出温度值。
二、结构热电偶的结构相对简单,由两种不同金属材料组成,其中一段为热电极,另一端为冷端,两端连接在测量仪表上。
热电偶的结构简单,使用方便,但是由于金属材料的限制,其测量范围有一定的局限性。
热电阻的结构相对复杂,由电阻材料制成,通常是铂或镍。
热电阻的结构相对复杂,但是由于电阻材料的选择丰富,其测量范围比热电偶更广泛。
三、特点热电偶的特点是测量范围广泛,可用于高温、低温和常温的温度测量。
热电偶的响应速度快,精度高,但是其灵敏度相对较低。
热电阻的特点是测量精度高,灵敏度高,可测量范围广泛,但是由于电阻材料的限制,其响应速度相对较慢。
四、应用热电偶广泛应用于工业生产中的温度测量,如钢铁、化工、电力等行业。
热电偶还可用于实验室中的温度测量,如科研、医学等领域。
热电阻广泛应用于食品、医药、化工、电子等行业的温度测量。
热电阻还可用于实验室中的温度测量,如科研、医学等领域。
总体来说,热电偶和热电阻都是常用的温度传感器,它们在不同的领域和场合都有着广泛的应用。
它们在原理、结构、特点和应用方面都有所不同,因此在选择使用时需要根据实际情况进行选择。
热电阻与热电偶
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热电阻与热电偶热电阻和热电偶是常见的温度传感器,它们在工业控制系统和实验室中广泛应用。
它们都能够将温度变化转化为电信号,但原理和特性有所不同。
一、热电阻热电阻是一种利用材料电阻随温度变化的特性来测量温度的传感器。
常见的热电阻材料有铂、镍、铜等。
其中,铂热电阻是最常用的一种。
铂热电阻的优点是抗腐蚀性好、线性度高、稳定性好等。
它的工作原理是根据热电阻材料的电阻随温度的变化规律,通过测量电阻值来推算温度。
热电阻的测量精度较高,通常可以达到0.1℃。
但它的响应速度较慢,适用于温度变化较缓慢的场合。
在工业控制系统中,热电阻常被用于测量液体、气体等介质的温度。
二、热电偶热电偶是利用两种不同材料的导电性能差异产生的热电效应来测量温度的传感器。
常见的热电偶材料有铜/常铜、铜/镍等。
工作原理是当两种不同材料的接触点温度不同时,会产生热电势差,通过测量热电势差来推算温度。
热电偶具有响应速度快、测量范围广的特点。
它可以测量极高和极低温度,适用于温度变化较快的场合。
在工业控制系统中,热电偶常被用于测量高温炉、燃烧器等的温度。
三、热电阻与热电偶的比较热电阻和热电偶都是常见的温度传感器,它们各有优缺点,应根据具体的应用场景选择合适的传感器。
热电阻的优点是测量精度高、稳定性好,适用于温度变化缓慢的场合。
但它的响应速度较慢,不适用于温度变化较快的场合。
热电偶的优点是响应速度快、测量范围广,适用于温度变化较快的场合。
但它的测量精度相对较低,受到环境干扰较大。
在选择热电阻或热电偶时,还需考虑以下因素:测量范围、测量精度、响应速度、使用环境等。
根据具体需求,选择适合的传感器。
总结:热电阻和热电偶是常见的温度传感器,它们在工业控制系统和实验室中被广泛应用。
热电阻利用材料电阻随温度变化的特性来测量温度,热电偶利用两种不同材料的导电性能差异产生的热电效应来测量温度。
热电阻测量精度高,稳定性好,适用于温度变化缓慢的场合;热电偶响应速度快,测量范围广,适用于温度变化较快的场合。
热电偶和热电阻的知识.
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热电偶温度计热电现象和关于热电偶的基本定律热电偶温度计由热电偶、电测仪表和连接导线组成。
它被广泛用于测量-200~1300℃范围内的温度。
在特殊情况下,可测至2800℃的高温或4K 的低温。
热电偶能把温度信号转变为电信号,便于信号的远传和多点切换测量,具有结构简单、制作方便、准确度高、热惯性小等优点。
1. 热电偶测温原理由两种不同的导体或半导体A 或B 组成的闭合回路,如果使两个接点处于不同的温度t 0、t ,则回路中就有电动势出现,称为热电势,这一现象称为热电效应。
热电势是温度t 0和t 的函数,恒定接点温度t 0,则热电势是温度t 的单值函数,只要测得热电势的大小,便可得到被测温度t 。
热电势由温差电势与接触电势组成。
温差电势:是指一根导体上因两端温度不同而产生的热电动势。
同一导体两端温度不同时,高温端(测量端、工作端、热端)电子的运动速度大于低温端电子(参比端、自由端、冷端)的运动速度,单位时间内高温端失电子带正电,低温端得电子带负电,高、低温端之间形成一个从高温端指向低温端的静电场。
该电场阻止高温端电子向低温端的动;加大低温端电子向高温端的运动速度,当运动达到动态平衡时,导体两端产生相应的电位差,该电位差称为温差电势。
温差电势的方向:由低温端指向高温端。
温差电势的大小:,()dt dtt N d N e k t t e t tt t )(1,00⎰=,式中k 为波尔兹曼常数;e 为电子电量t N 为导体内的电子密度,是温度的函数;t 、to 是导体两端的温度。
可见温差电势的大小与导体的性质和导体两端温度有关,而与导体长度、截面大小以及沿导体长度方向的温度分布无关。
热端 测量端 工作端冷端自由端参比端热电极B(e AB ()0t AB (,t t e (0,t t e B热电偶回路的总电势接触电势:是在两种不同材料A 和B 的接触点产生的。
A 、B 材料有不同的电子密度,设导体A 的电子密度n A 大于导体B 的电子密度n B ,则从A 扩散到B 的电子数要比从B 扩散到A 的多,A 因失电子而带正电荷,B 因得电子而带负电荷,于是在A 、B 的接触面上便形成一从A 到B 的静电场。
热电偶热电阻资料
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热电偶温度计 热电阻温度计
一、热电偶的基本原理
热电偶测温主要利用热电效应 热电效应:两种不同的导体(或半导体)A和B组 成闭合回路,如下图所示。当A和B相接的两个 接点温度T和T0不同时,则在回路中就会产生一 个电势,这种现象叫做热电效应。由此效应所 产生的电势,通常称为热电势,用符号EAB(T, T0)表示。
标准化热电偶 1.铂—铂铑热电偶(S型)
测量温度:长期:1300℃、短期:1600℃。
2.镍铬—镍硅(镍铝)热电偶(K型)
测量温度:长期1000℃,短期1300℃。
3.镍铬—考铜热电偶(E型)
测量温度:长期600℃,短期800℃。
4.铂铑30—铂铑6热电偶(B型)
测量温度:长期可到1600℃,短期可达1800℃。
2.铜热电阻
特点:它的电阻值与温度的关系是线性的,电 阻温度系数也比较大,而且材料易提纯,价格 比较便宜,但它的电阻率低,易于氧化。
3.两线制测量线路
利用不平衡电桥测量。 缺点:即使被测温度没有变化,如果环境温度 发生变化,也会使测量值发生变化。 适用场合:环境温度恒定或变化不大的现场。
To
A
eA(T,To)
T
eA (T , T0 ) eA (T ) eA (T0 )
结论:
1.热电偶回路热电势的大小只与组成热 电偶的 材料 和材料两端连接点所处 的 温度 有关,与热电偶丝的直径、 长度及沿程温度分布无关。 2. 只有用 两种不同性质 的材料才能组 成热电偶,相同材料组成的闭合回路 不会产生热电势。
二、常用热电阻元件
1.铂热电阻 铂是一种贵金属。它的特点是精度高,稳定性好, 性能可靠,尤其是耐氧化性能很强。 铂在很宽的温度范围内约1200C以下都能保证上述 特性。铂很容易提纯,复现性好,有良好的工艺性, 可制成很细的铂丝(0.02mm或更细)或极薄的铂箔。 与其它材料相比,铂有较高的电阻率,因此普遍认 为是一种较好的热电阻材料。 缺点:铂电阻的电阻温度系数比较小; 价格贵
热电阻与热电偶的区别
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热电阻与热电偶的区别1、工作原理和结构的的区别①工作原理的区别热电偶是由两根不同的导体或半导体材料焊接或绞接而成,分为热端和自由端,热端插入需要测温的设备中,冷端置于设备的外面,如果两端所处的温度不同则在热电偶回路中便会产生热电势,由于热电势是被测温度的函数,测得电动势的数值后,便可换算成温度值。
热电阻是根据导体的电阻值会随着温度的变化而变化的性质,将电阻的变化转换为电信号,从而进行温度测量的。
②结构的区别普通的热电偶通常由热电极、绝缘材料和电偶保护套管以及接线盒等构成。
热电偶一般采用带孔的耐高温陶瓷管作为绝缘材料,热电极从耐高温陶瓷管孔中引出。
保护套管材料需具备耐腐蚀、耐高温、机械强度高、气密性好、热导率高等性能主要有金属、非金属、金属陶瓷3类,目前最常用保护套管是1Cr18Ni9Ti不锈钢的,适宜在900℃以下的工况条件。
热电阻最主要的部分是电阻体加上绝缘套管、保护套管以及接线盒等部件,将电阻丝缠绕在石英、陶瓷或塑料等绝缘骨架上,再套上保护套管,并在热电阻丝与套管中间填充导热材料。
2、热电偶的分类及其特点标准热电偶是指国家标准中规定了热电偶热电势与温度的关系,有统一标准分度表,允许存在一定误差的热电偶。
非标准热电偶一般没有统一的分度表,主要用于测量一些特殊的场合,使用范围和数量级比标准热电偶要小,组成热电偶的热电极必须牢固的焊接在一起,两个热电极之间应有比较好的绝缘,防止发生短路;补偿导线与热电偶自由端的连接要牢固可靠,保护套管要保证热电极与外界的介质充分隔离,以保证热电偶可靠、稳定地工作。
3、热电阻的分类及其特点①根据热电阻的组成结构分类普通型热电阻:根据热电阻的测温原理可知,被测量的温度变化是直接通过电阻值的变化来反映的,所以,热电阻引出的各种导线电阻的变化会给温度测量带来不良影响。
需要消除引线电阻带来的影响,通常热电阻采用三线制或四线制进行补偿。
铠装型热电阻:与铠装热电偶类似,同样由感温元件、引线、绝缘材料和不锈钢套管组合而成,外径一般在φ2-φ8mm之间,相比普通型热电阻具有体积小、易安装、抗冲击、能弯曲并且使用寿命也更长。
热电偶热电阻的区别.
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热电偶/热电阻的区别热电偶是一种测温度的传感器,与热电阻一样都是温度传感器,但是他和热电阻的区别主要在于:一、信号的性质,热电阻本身是电阻,温度的变化,使电阻产生正的或者是负的阻值变化;而热耦,是产生感应电压的变化,他随温度的改变而改变。
二、两种传感器检测的温度范围不一样,热阻一般检测0-150度温度范围,最高测量范围可达600度左右(当然可以检测负温度)。
热耦可检测0-1000度的温度范围(甚至更高)所以,前者是低温检测,后者是高温检测。
三、从材料上分,热阻是一种金属材料,具有温度敏感变化的金属材料,热耦是双金属材料,既两种不同的金属,由于温度的变化,在两个不同金属丝的两端产生电势差。
四、PLC 对应的热电阻和热电偶的输入模块也是不一样的,这句话是没问题,但一般PLC 都直接接入4~20ma 信号,而热电阻和热电偶一般都带有变送器才接入PLC 。
要是接入DCS 的话就不必用变送器了!热电阻是RTD 信号,热电偶是TC 信号!五、PLC 也有热电阻模块和热电偶模块,可直接输入电阻和电偶信号。
六、热电偶有J 、T 、N 、K 、S 等型号,有比电阻贵的,也有比电阻便宜的,但是算上补偿导线,综合造价热电偶就高了。
热电阻是电阻信号, 热电偶是电压信号。
七、热电阻测温原理是根据导体(或半导体)的电阻随温度变化的性质来测量的,测量范围为负00~500度,常用的有铂电阻(Pt100、Pt10 、铜电阻Cu50(负50-150度)。
热电偶测温原理是基于热电效应来测量温度的,常用的有铂铑——铂(分度号S ,测量范围0~1300度)、镍铬——镍硅(分度号K ,测量范围0~900度)、镍铬——康铜(分度号E ,测量范围0~600度)、铂铑30——铂铑6(分度号B ,测量范围0~1600度)。
热电偶与热电阻均属于温度测量中的接触式测温, 尽管其作用相同都是测量物体的温度, 但是他们的原理与特点却不尽相同.首先, 介绍一下热电偶, 热电偶是温度测量中应用最广泛的温度器件, 他的主要特点就是测温范围宽, 性能比较稳定, 同时结构简单, 动态响应好, 更能够远传4-20mA 电信号, 便于自动控制和集中控制。
热电偶与热电阻
![热电偶与热电阻](https://img.taocdn.com/s3/m/e69c8f30eef9aef8941ea76e58fafab069dc44b0.png)
热电偶与热电阻热电偶和热电阻是测量温度的两种常用传感器。
热电偶是利用不同金属热电势产生温度电动势来测量温度的一种传感器,而热电阻则是利用其自身电阻随温度变化而变化来测量温度的一种传感器。
热电偶主要由两种不同金属导线制成,这两种不同金属导线的接头被称为热电接头。
当温度发生变化时,热电接头中的两种金属导线的热电势也会相应地发生变化,从而产生一定的电信号输出,通过对电信号进行变换和放大,就可以得到相应的温度值。
热电偶具有灵敏度高、量程宽、测量点多、响应速度快、抗干扰能力强等特点,被广泛应用于各种工业和科学领域。
热电阻则是利用其自身电阻随温度变化而变化来测量温度的一种传感器。
热电阻的常用材料为铂(Pt100)和镍铬(Ni100),它们的电阻随温度的变化规律是非常稳定的,在一定温度范围内几乎呈线性变化趋势。
当温度发生变化时,热电阻的电阻值也会相应地发生变化,通过对电阻进行测量和计算,就可以得到相应的温度值。
热电阻具有精度高、稳定性好、响应速度快、线性度好等特点,被广泛应用于温度测量的各种场景中。
在应用上,热电偶和热电阻各有优劣,需要根据具体的场合和需求来选择。
例如,在较高温度场合下,热电偶的响应速度较快,抗干扰能力也较强,在高温场合中更为适用;而在精度要求较高的场合,热电阻由于其稳定性好、线性度高等特点,更为适用。
此外,也有一些场合需要同时采用热电偶和热电阻进行交叉验证,以提高温度测量的准确性和稳定性。
总之,热电偶和热电阻是测量温度的两种主要传感器,它们在不同的场合和需求下都具有各自的优劣和适用性。
在进行温度测量时,需要根据具体需求合理选择并进行有效应用,以确保温度测量结果的准确性和稳定性。
热电偶和热电阻
![热电偶和热电阻](https://img.taocdn.com/s3/m/d3b890dc5727a5e9846a61dd.png)
热电偶和热电阻有相同的地方是:都是测量温度的传感器,也叫一次仪表。
它们不同的是:1热电偶作为温度传感器它输出的是和温度对应的电势,多为毫伏级的伩号。
用不同的金属材料制成的热电偶,在同样温度下,输出的电势是不同的。
比如用铂铑-铂丝制成的热电偶,我们称s分度,它在0度时输出0mv,1000度时输出9.585mv,1600度时输出16.771mv (环境温度为0度时)。
如果用镍铬-镍硅丝制成的热电偶,我们称k分度。
它在0度时输出0mv,1000度时输出39.816mv,1300度时输出50.950mv(环境温度为0度)。
热电偶一般用来测量“点”的温度。
根据要测量不同高低的温度等和其它要求选用不同材质的热点偶。
热电阻故名思意,它的电阻的阻值是随着温度变化而变化的,比如,用线性比较好的铂丝;铜丝作的电阻。
比如用铜丝作的,分度号Cu50。
它在0度时,阻值是50欧姆,100度时是71.400欧姆。
如用铂丝做成的,其分度号称Pt100。
它的阻值在0度时为100欧姆,负200度时为18.52欧姆,200度时为175.86欧姆,800度时为375.70欧姆。
环境温度对热电偶的影响较大,所以在使用热电偶时要对环境温度进行补偿。
而使用,要注意连接到和仪表之间连线的阻值要一样。
(一般用三线制)同样也要根据要测量的温度,来选用铜电阻还是铂电阻。
过去,因为PLC发展较仪表慢一些,输如到PLC的伩号一般是0-10ma或0-10v,4-20ma所以要把的电阻值变成上说的伩号,以使PLC能接受;所以要用变送器。
一用变送器,就有2线制和4线制之分。
2线制是电源和信号就用2根线传送;比如4-20ma的仪表,就用2线制传送。
4线制,是电源和信号各用2根线来传送,互相隔离,比如0-10ma;0-10v都用4线制。
随着PLC的飞速发展PLC已有输入模块和热电偶的输入模块,只要把直接连到模块就行了。
热电偶就更方便,温度补偿以及线性校正都可以在模块里完成。
热电偶和热电阻热敏电阻的区别
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热电偶和热电阻、热敏电阻的区别热电偶热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一,热电偶工作原理是基于赛贝克(seeback)效应,即两种不同成分的导体两端连接成回路,如两连接端温度不同,则在回路内产生热电流的物理现象。
其优点是:①测量精度高。
因热电偶直接与被测对象接触,不受中间介质的影响。
②测量范围广。
常用的热电偶从-50~+1600℃均可边续测量,某些特殊热电偶最低可测到-269℃(如金铁镍铬),最高可达+2800℃(如钨-铼)。
③构造简单,使用方便。
热电偶通常是由两种不同的金属丝组成,而且不受大小和开头的限制,外有保护套管,用起来非常方便。
1.热电偶测温基本原理将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来,构成一个闭合回路,如图2-1-1所示。
当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时,两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。
热电偶就是利用这一效应来工作的。
2.热电偶的种类及结构形成(1)热电偶的种类常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。
所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶,它有与其配套的显示仪表可供选用。
非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶,一般也没有统一的分度表,主要用于某些特殊场合的测量。
标准化热电偶我国从1988年1月1日起,热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产,并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。
(2)热电偶的结构形式为了保证热电偶可靠、稳定地工作,对它的结构要求如下:①组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固;②两个热电极彼此之间应很好地绝缘,以防短路;③补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠;④保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。
热电偶 热电阻
![热电偶 热电阻](https://img.taocdn.com/s3/m/fc34b247571252d380eb6294dd88d0d232d43c5b.png)
热电偶热电阻热电偶热电阻是一种普遍应用于各种工业监控和测量中的基本温度传感器。
它是一种由两个不同金属接触口连接的特殊电阻。
这两个接触口的温度变化时,电阻值随之发生变化。
这种变化与温度变化成线性关系,其变化率可以设置,为一定范围内温度变化测量提供准确而可靠的输出信号。
热电偶热电阻分为三种:接触式热电偶热电阻,两端式热电偶热电阻和电位池式热电偶热电阻。
接触式热电偶热电阻是最常见的一种,它由一根无极性互换的金属丝组成,金属丝经热处理而成,丝的两端接触时,它的电阻值随温度的变化而发生变化,它们的温度范围普遍为-70℃至800℃。
两端式热电偶热电阻是由两个金属片,它们之间只有一条电连接,因此,两端式热电偶热电阻比接触式安装起来更方便,并且可以提供更宽的温度范围。
两端式热电偶热电阻的温度范围为-50℃至1200℃,可以满足高温工况的测试需求。
电位池式热电偶热电阻是一种集成型热电偶热电阻,它由一个热电偶热电阻,一个电容和一个NTC电阻组成,电容和NTC电阻是由微电路控制的,当温度变化时电容和NTC会变化,因此热电阻值也会发生变化,一般温度范围为-40至400℃。
由于集成型热电偶热电阻可以在短时间内快速响应,所以它特别适合于电力、冶金、汽车行业等对快速响应的应用。
热电偶热电阻主要用于测控电气仪表,仪表表面的指示仪及现场实时监测温度。
这种温度电阻器可以测量的温度范围较大,温度精度可达到0.1℃,温度分辨率可达到0.01℃,所以它可以用在各种工业场合中,特别是在高温、腐蚀性介质、爆炸性介质工况下,它可以提供准确可靠的温度控制及监测,为工业自动化提供技术支持。
此外,热电偶热电阻具有很低的老化率、耐腐蚀性、耐震性及良好的信号稳定性,使它在工业安全检测系统中有着广泛的应用。
一般来说,它们的使用寿命都超过10年,性价比高,因此广受各大工厂和企业的欢迎。
综上所述,热电偶热电阻是一种工业监控和测量所必不可少的设备,它具有准确稳定、温度范围宽等优点,在各种工况和电气仪表测量方面都有着广泛的应用,为工业自动化提供技术支持。
热电偶和热电阻相关知识点
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热电偶和热电阻相关知识点在日常工作当中经常遇到使用温度测量仪表,热电阻与热电偶同为温度测量仪表,同一个测温地点我们如何选择热电阻还是选择热电偶?一、热电偶的结构热电偶前端接合的形状有3种类型,如下图所示。
可根据热电偶的类型、线径、使用温度,通过气焊、对焊、电阻焊、电弧焊、银焊等方法进行接合。
在工业应用中为了便于安装及延长热电偶的使用寿命,通常使用外加套管的方式。
套管一般分为保护管型和铠装型。
带保护管的热电偶是将热电偶的芯线以及绝缘管插入保护管使用的热电偶。
保护管在防止芯线氧化、腐蚀的同时,还可以保持热电偶的机械强度。
保护管有多种类型,常用的如下表所示。
二、铠装型热电偶铠装热电偶的测量原理与带保护管的热电偶相同。
它使用纤细的金属管(称为套管)作为上图中绝缘管(陶瓷)的替代品,并使用氧化镁(MgO)等粉末作为绝缘材料。
由于其外径较细且容易弯曲,所以最适合用来测量物体背面与狭小空隙等处的温度。
此外,与带保护管的热电偶相比,其反应速度更为灵敏。
铠装热电偶的套管外径范围较广,可以拉长加工为8.0mmф到0.5mmф的各种尺寸。
芯线拉伸得越细,常用温度上限越低。
如K型热电偶,套管外径0.5mmф的常用温度上限是600℃,8.0mmф的是1050℃。
热电阻的结构如下图所示,热电阻的元件形状有3种,目前陶瓷封装型占主导地位。
陶瓷封装型用于带保护管的热电阻以及铠装热电阻。
陶瓷与玻璃封装型的铂线裸线直径为几十微米左右,云母板型的约为0.05mm。
引线则使用比元件线粗很多的铂合金线。
三、热电阻元件的种类带保护管的热电阻图例铠装热电阻区别:1.虽然都是接触式测温仪表,但它们的测温范围不同。
热电偶使用在温度较高的环境,因它们在中,低温区时输出热电势很小(查表可以看一下),当电势小时,对抗干扰措施和二次表和要求很高,否则测量不准,还有,在较低的温度区域,冷端温度的变化和环境温度的变化所引起的相对误差就显得很突出,不易得到全补偿。
热电阻与热电偶的区别
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热电阻与热电偶的区别
热电阻与热电偶的区别
区别一:测温原理不同
热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。
它的主要特点是测量精度高,性能稳定。
其中铂热电阻的测量精确度是最高的,它不仅广泛应用于工业测温,而且被制成标准的基准仪。
热电偶将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来,构成一个闭合回路。
当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时,两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。
区别二:热电偶与热电阻分类不同
常见的热电阻材质大多是单一金属,目前应用最广泛的热电阻材料是铂和铜:铂电阻精度高,稳定性好,具有一定的非线性,温度越高电阻变化率越小;铜电阻在测温范围内电阻值和温度呈线性关系,温度线数大,超过150易被氧化。
热电阻的分度号有Cu50,Pt100,Pt1000等等,前面的字母是指热电阻的材质,而后面的数字则是该热电阻的电阻值。
热电偶、热电阻使用常识
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热电偶、热电阻使用常识热电偶和热电阻,这俩玩意儿在温度测量的世界里可算是响当当的角色。
您要是搞工业生产,或者搞点科研啥的,那对它们要是一知半解,就好比炒菜不知道盐放多少,心里没个准谱儿。
热电偶呢,就像是一个对温度变化特别敏感的小探子。
它的工作原理有点像两个人合作,这两个人就是不同的金属材料。
这两种金属啊,放在一起,温度一有变化,它们之间就会产生一个小小的电压。
这个电压就像温度计上的刻度一样,可以告诉我们温度到底是多少。
您看,这是不是很神奇?就好像两个小伙伴,温度一变,就用一种特殊的“语言”告诉我们情况。
热电阻呢,又不太一样。
它就像是一个很“老实”的温度记录员。
热电阻的电阻值会随着温度的变化而改变。
您可以把它想象成一根很神奇的小电线,温度高了或者低了,这根小电线的内部就像是在进行一场小小的“变革”,电阻值就跟着变了。
咱先说这热电偶的使用。
您要是想用热电偶准确测量温度,那可得把它放在合适的位置。
这就好比钓鱼,您得找个鱼多的地方下钩。
要是把热电偶放在温度波动特别大或者不能代表测量对象真实温度的地方,那测出来的数据啊,就跟瞎猜差不多。
还有啊,热电偶的两根金属丝可不能随便乱接。
这就像电线插头得插对插座一样,接错了,那产生的电压信号可就全乱套了,就像把鞋穿反了,走路能舒服吗?再说说热电阻。
热电阻这东西,对环境要求也挺高的。
它就像个娇贵的小宝贝,要是周围的环境湿度太大或者有腐蚀性的东西,那它可就容易出问题了。
这就好比人在一个满是灰尘和烟雾的地方,呼吸都不顺畅,热电阻在恶劣环境里工作,测量出来的温度也不准啊。
而且,在连接热电阻的时候,也要特别小心。
那连接的线路就像是热电阻和测量仪器之间的桥梁,如果这座桥不稳固,数据传输就会出错。
在实际使用中,无论是热电偶还是热电阻,定期的检查和维护都是必不可少的。
这就像咱们人要定期体检一样。
您要是长时间不管它们,就像长时间不保养汽车,到时候出了问题,可就麻烦了。
比如说,热电偶的金属丝可能会被氧化,一旦氧化了,就像人的喉咙发炎了,信号传递就会受到阻碍。
热电偶和热电阻的知识
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热电偶温度计热电现象和关于热电偶的基本定律热电偶温度计由热电偶、电测仪表和连接导线组成。
它被广泛用于测量-200~1300℃范围内的温度。
在特殊情况下,可测至2800℃的高温或4K 的低温。
热电偶能把温度信号转变为电信号,便于信号的远传和多点切换测量,具有结构简单、制作方便、准确度高、热惯性小等优点。
1. 热电偶测温原理由两种不同的导体或半导体A 或B 组成的闭合回路,如果使两个接点处于不同的温度t 0、t ,则回路中就有电动势出现,称为热电势,这一现象称为热电效应。
热电势是温度t 0和t 的函数,恒定接点温度t 0,则热电势是温度t 的单值函数,只要测得热电势的大小,便可得到被测温度t 。
热电势由温差电势与接触电势组成。
温差电势:是指一根导体上因两端温度不同而产生的热电动势。
同一导体两端温度不同时,高温端(测量端、工作端、热端)电子的运动速度大于低温端电子(参比端、自由端、冷端)的运动速度,单位时间内高温端失电子带正电,低温端得电子带负电,高、低温端之间形成一个从高温端指向低温端的静电场。
该电场阻止高温端电子向低温端的动;加大低温端电子向高温端的运动速度,当运动达到动态平衡时,导体两端产生相应的电位差,该电位差称为温差电势。
温差电势的方向:由低温端指向高温端。
温差电势的大小:,()dt dtt N d N e k t t e t tt t )(1,00⎰=,式中k 为波尔兹曼常数;e 为电子电量t N 为导体内的电子密度,是温度的函数;t 、to 是导体两端的温度。
可见温差电势的大小与导体的性质和导体两端温度有关,而与导体长度、截面大小以及沿导体长度方向的温度分布无关。
热端 测量端 工作端冷端自由端参比端热电极B(e AB ()0t AB (,t t e (0,t t e B热电偶回路的总电势接触电势:是在两种不同材料A 和B 的接触点产生的。
A 、B 材料有不同的电子密度,设导体A 的电子密度n A 大于导体B 的电子密度n B ,则从A 扩散到B 的电子数要比从B 扩散到A 的多,A 因失电子而带正电荷,B 因得电子而带负电荷,于是在A 、B 的接触面上便形成一从A 到B 的静电场。
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热电偶温度计热电现象和关于热电偶的基本定律热电偶温度计由热电偶、电测仪表和连接导线组成。
它被广泛用于测量-200~1300℃范围内的温度。
在特殊情况下,可测至2800℃的高温或4K 的低温。
热电偶能把温度信号转变为电信号,便于信号的远传和多点切换测量,具有结构简单、制作方便、准确度高、热惯性小等优点。
1. 热电偶测温原理由两种不同的导体或半导体A 或B 组成的闭合回路,如果使两个接点处于不同的温度t 0、t ,则回路中就有电动势出现,称为热电势,这一现象称为热电效应。
热电势是温度t 0和t 的函数,恒定接点温度t 0,则热电势是温度t 的单值函数,只要测得热电势的大小,便可得到被测温度t 。
热电势由温差电势与接触电势组成。
温差电势:是指一根导体上因两端温度不同而产生的热电动势。
同一导体两端温度不同时,高温端(测量端、工作端、热端)电子的运动速度大于低温端电子(参比端、自由端、冷端)的运动速度,单位时间内高温端失电子带正电,低温端得电子带负电,高、低温端之间形成一个从高温端指向低温端的静电场。
该电场阻止高温端电子向低温端的动;加大低温端电子向高温端的运动速度,当运动达到动态平衡时,导体两端产生相应的电位差,该电位差称为温差电势。
温差电势的方向:由低温端指向高温端。
温差电势的大小:,()dt dtt N d N e k t t e t tt t )(1,00⎰=,式中k 为波尔兹曼常数;e 为电子电量t N 为导体内的电子密度,是温度的函数;t 、to 是导体两端的温度。
可见温差电势的大小与导体的性质和导体两端温度有关,而与导体长度、截面大小以及沿导体长度方向的温度分布无关。
热端 测量端 工作端冷端自由端参比端热电极B(e AB ()0t AB (,t t e (0,t t e B热电偶回路的总电势接触电势:是在两种不同材料A 和B 的接触点产生的。
A 、B 材料有不同的电子密度,设导体A 的电子密度n A 大于导体B 的电子密度n B ,则从A 扩散到B 的电子数要比从B 扩散到A 的多,A 因失电子而带正电荷,B 因得电子而带负电荷,于是在A 、B 的接触面上便形成一从A 到B 的静电场。
这个静电场将阻碍电子的扩散运动,诱发电子的漂移运动,当扩散与漂移达到动态平衡时,在A 、B 接触面上便形成了电位差,即接触电势。
接触电势的方向:由电子密度小的导体指向电子密度大的导体;接触电势的大小:()Bt AtAB n n e kt t e ln =或()00ln 00Bt At AB n n e kt t e =,式中:k 为波尔兹曼常数,e 为电子电量。
温度越高,接触电势越大,两种导体电子密度比值越大,接触电势也越大。
可见接触电势与两导体的性质有关与接触点的温度有关,而与导体长度、截面大小、沿导体长度方向的温度分布无关。
热电偶回路的总电势为:()()()()()()()()C t f t f t f t t e t e t t e t e t t e AB AB AB B AB A AB AB +=-=+--=00000,,,即热电势是高温端温度及低温端温度的函数,若恒定低温端温度,则热电势是高温端温度的单值函数。
通过测量热电势的大小可以得到被测(高温端)温度的数值。
2. 热电偶回路的基本定律 1)均质导体定律由一种均质导体或半导体组成的闭合回路,不论导体的长度、截面积如何以及沿长度方向的温度分布如何,回路中都不可能产生热电势。
证明:已知:()()()()()0000,,,t t e t e t t e t e t t e B AB A AB AB +--= 因是均质导体,电子密度相同,所以()()00==t e t e AB AB 又因为()()00,,t t e t t e B A =-,所以回路总电势等于0。
结论(1)热电偶必须由两种不同性质的材料构成;(2)由一种材料组成的闭合回路存在温差时,若回路中有热电势产生,则说明该材料是不均质的。
——用于电极材料的均匀性检测。
2)中间导体定律在热电偶回路中接入第三种、第四种、……均质导体,只要保证各导体的两接入点的温度相同,则这些导体的接入不会影响回路中的热电势。
证明:以在热电偶回路中接入第三种均质导体C 为例。
保证两接入点的温度都为t 0,如图所示:回路电势为:()()()()()()()000000,,,,t t e t e t t e t e t t e t e t t e A CA C BC B AB ABC -++++=其中:()()())()(ln ln 0,0000000000t e t e n n e kt n n e kt t e t e t t e AB BA At Ct Ct Bt CA BC C -==++=++故:()()()()()()00000,,,,t t e t e t t e t t e t e t t e AB AB A B AB ABC =--+= 即C 导体的加入不影响回路中的热电势。
结论(1)可以在热电偶回路中接入连接导线和测量仪表;(2)可以方便热电偶电极的选配;(3)可以进行表面温度和液体介质温度的开路测量。
3)中间温度定律接点温度为t1和t3的热电偶,它的热电势等于接点温度分别为t1、t2和t2、t3的两支同性质热电偶的热电势的代数和,即热电偶的热电势只与高温端和低温端的接点温度有关,而与中间温度无关。
结论:(1)可以对热电偶的冷端温度进行计算修正;(2)允许在热电偶回路中接入补偿导线。
标准化与非标准化热电偶1. 热电极材料及其性质热电极材料应满足下述要求:1)热电势及热电势率(灵敏度)大,热电势与温度间呈线性关系;2)电导率高,电阻温度系数小;3)物理、化学性能稳定(长期使用时,可保证热电特性稳定);4)复制性好(可批量生产),便于互换;5)机械加工性好,便于安装6)价格便宜。
2. 标准化热电偶标准化热电偶:是制造工艺较成熟、应用广泛、能批量生产、性能优良而稳定并已列入专业或国家工业标准化文件中的热电偶。
标准化文件对同一型号的标准化热电偶规定了统一的热电极材料及其化学成分、热电性质和允许偏差,也就是说,标准化热电偶具有统一的分度表。
分度表是以表格的形式反映电势温度之间的关系,需注意的是:该电势温度关系是在冷端温度为0时得出的,使用应特别注意。
同一型号的标准化热电偶具有互换性,使用十分方便。
目前,国际上已有8种标准化热电偶,这些热电偶的型号(有时也称分度号)、电极材料、可测的温度范围以及使用特点见下表。
注:电极材料的前者为正极,后者为负极,紧跟的数字为该材料的百分含量。
温度测量范围是热电偶在良好的使用环境下测温的极限值,实际使用时,特别是长时间使用,一般允许的测温上限是极限值的60%~80%。
3.非标准化热电偶非标准化热电偶无论在使用范围或数量上均不及标准化热电偶。
但在某些特殊场合,如:高温、低温、超低温、高真空和有核辐射的被测对象中,这些热电偶具有某些特别良好的性能。
非标准化热电偶没有统一的分度表。
非标准化热电偶有钨铼系热电偶(钨的熔点为3387℃,铼的熔点为3180℃,用于测量高达2760℃的温度);铱铑系热电偶,能在弱还原性介质中测量2000℃高温,适用于航天技术;双铂钼热电偶有较低的中子俘获面积,专用于核反应堆测温;非金属热电偶如碳化物、硼化物、氮化物,使得不用贵金属也能在氧化性气氛中测高温。
由于非金属热电偶复制性差,机械强度差,在使用中受到较大的限制。
热电偶的构造1.普通工业用热电偶普通工业用热电偶通常由热电极、绝缘管、保护套管和接线盒构成,如图所示。
(1)热电极 热电极的直径大小由材料的价格、机械强度、电导率、热电普通工业用热电偶1-补偿导线;2-出线孔;3-金属链;4-盒盖固定螺钉、5-接线柱;6-盒盖;7-接线盒;8-接线柱;9-保护套管;10-绝缘管;11-热电极偶的用途及测温范围决定。
贵金属电极的直径为0.3~0.65mm,普通金属电极的直径为0.3~3.2mm。
热电极的长度有多种规格,主要由安装条件和插入深度来决定,一般为300~2000mm。
热电偶热端采用焊接方式连接,接头形状有点焊、对焊和绞接点焊。
焊点的直径应不超过热电极直径的两倍。
(2)绝缘管为了防止热电极间的电势短路,在热电极上套装绝缘管。
绝缘管有单孔、双孔、四孔等多种形式。
绝缘管材料的选择根据材料允许的工作温度进行,低温下可用橡胶、塑料、聚乙烯等材料;高温下可用普通陶瓷(1000℃以下)、高纯氧化铝(1300℃以下)、刚玉(1600℃以下)等。
常用绝缘子材料及其使用温度范围(3)保护套管为了防止热电极遭受机械损伤和化学腐蚀,通常将热电极和绝缘管装入不透气的保护套管内。
套管的材料和形式由被测介质的特性、安装方式和时间常数等决定。
常见的材料有黄铜、#20钢、不锈钢、高温耐热钢、纯氧化铝、刚玉、金属陶瓷等,测量更高温度时还可使用氧化铍和氧化钍,可达2200℃。
安装时可采用螺纹连接和法兰连接两种形式。
常用保护管材料及其适用的温度范围普通工业用热电偶测温时间常数随保护套管的材料及直径而变化(一般为10~240s ),当采用金属保护套管,外径为12mm 时,时间常数为45s ,外径为16mm 时,时间常数为90s ,而耐高压的金属热电偶的时间常数为2.5min 。
(4)接线盒 接线盒内有接线柱作为热电极和补偿导线或导线的连接装置。
根据用途的不同,有普通式、防溅式、防水式、隔爆式和插座式等结构形式。
2.铠装热电偶铠装热电偶是由热电极、绝缘材料和金属套管三者经拉伸加工而成的坚实组合体。
它可以做得很细、很长,在使用中可以根据需要进行弯曲。
套管材料有铜、不锈钢和镍基高温合金等。
套管与热电极之间填满了绝缘粉末,常用的绝缘材料有氧化镁、氧化铝等。
套管中的热电极有单芯、双芯和四芯的,彼此之间互相绝缘。
目前生产的铠装热电偶,其壁厚0.12~0.6mm ,热电极直径0.025~1.3mm ,外径一般为1~6mm ,长度为1~20m ,外径最细的有0.2mm ,长度最长的超过100m 。
铠装热电偶的测量端有露端形(0.01~0.1s )、接壳形(0.01~2.5s )、绝缘形(0.2~8.0s )、扁变截面形和圆变截面形等。
铠装热电偶的主要特点是测量端热容量小,动态响应快(时间常数小于10s ),机械强度高,挠性好,耐高压、强烈震动和冲击,可安装在结构复杂的装置上。
3.快速反应的薄膜热电偶薄膜热电偶是用真空蒸镀的方法使两种热电极材料蒸镀到绝缘基板上,二者牢固地结合在一起,形成薄膜状测量端,上面再蒸镀一层二氧化硅薄膜作为绝缘和保护层。
薄膜热电偶的特点是,测量端是非常薄的薄膜(可薄到0.01~0.1μm ),尺寸也很小,故测量端的热容量小,时间常数非常小(可达几毫秒),用于测量变化快的温度。