热电偶热电阻的工作原理及相互间的区别

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热电偶和热电阻的区别与识别方法

热电偶和热电阻的区别与识别方法

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。

简述热电偶与热电阻的测量原理的异同

简述热电偶与热电阻的测量原理的异同

简述热电偶与热电阻的测量原理的异同热电偶和热电阻是常用的温度测量装置,它们在测量原理上存在一些异同。

本文将从工作原理、测量范围、精度等方面进行比较,以帮助读者更好地理解热电偶和热电阻的特点和适用场景。

一、工作原理热电偶是利用两种不同金属之间的热电效应来测量温度的。

当两种不同金属连接在一起形成闭合回路时,两个连接点会产生一个电动势,这个电动势与两个连接点的温度差有关。

按照热电效应的特性,热电偶可以分为热电势型和热电流型两种。

热电势型热电偶的工作原理是利用热电势的大小与温度差成正比的特性,通过测量电动势来确定温度。

常用的热电偶有K型、J型、T 型等。

热电流型热电偶的工作原理是利用热电效应产生的电流与温度成正比的特性,通过测量电流来确定温度。

常用的热电偶有R型、S型、B型等。

热电阻是利用金属材料的电阻随温度变化的特性来测量温度的。

当电流通过热电阻时,热电阻的电阻值会随着温度的升高而增大,利用这个特性可以测量温度。

常用的热电阻有铂电阻(PT100、PT1000)、镍电阻等。

二、测量范围热电偶和热电阻在测量范围上存在一定的差异。

热电偶的测量范围相对较广,可以覆盖从低温到高温的范围。

不同类型的热电偶有不同的测量范围,一般可以达到-200℃至1800℃。

热电阻的测量范围相对较窄,一般在-200℃至600℃之间。

超出这个范围后,热电阻的线性关系会变差,影响测量精度。

三、精度热电偶和热电阻在测量精度上也存在一定的差异。

热电偶的精度相对较高,可以达到0.1℃。

但是由于热电偶的工作原理中涉及到两种不同金属之间的热电效应,所以在温度变化时容易受到外界干扰,影响测量精度。

热电阻的精度相对较低,一般为0.2℃到0.5℃。

但是热电阻的线性关系较好,对外界干扰的影响较小,所以在稳定的环境中可以获得较高的测量精度。

总结:热电偶和热电阻是常用的温度测量装置,它们的测量原理和特点存在一些异同。

热电偶利用两种不同金属之间的热电效应来测量温度,具有较高的测量精度和较广的测量范围;而热电阻利用金属材料的电阻随温度变化的特性来测量温度,具有较好的线性关系和较小的受干扰程度。

热电偶、热电阻工作原理及特点

热电偶、热电阻工作原理及特点

热电偶、热电阻工作原理及特点热电偶工作原理将两种不同的金属导体焊接在一起,构成闭合回路,如在焊接端(即测量端)加热产生温差,则在回路中就会产生热电动势,此种现象称为塞贝克效应(Seebeck-effect)。

如将另一端(即参考端)温度保持一定(一般为0℃),那么回路的热电动势则变成测量端温度的单值函数。

这种以测量热电动势的方法来测量温度的元件,即两种成对的金属导体,称为热电偶。

热电偶产生的热电动势,其大小仅与热电极材料及两端温差有关,与热电极长度、直径无关。

热电偶工作原理图热电阻工作原理工业用热电阻分铂热电阻和铜热电阻两大类。

热电阻是利用物质在温度变化时自身电阻也随着发生变化的特性来测量温度的。

热电阻的受热部份(感温元件)是用细金属丝均匀地双绕在绝缘材料制成的骨架上。

当被测介质中有温度发生变化时,所测得的温度是感温元件所在范围内介质中的平均温度。

热电偶、热电阻特点热电偶热电阻热电偶同其它种温度计相比具有如下特点:a、优点·热电偶可将温度量转换成电量进行检测,对于温度的测量、控制,以及对温度信号的放大、变换等都很方便,·结构简单,制造容易,·价格便宜,·惰性小,热电阻同其它种温度计相比具有如下特点:a、优点·准确度高。

在所有常用温度计中,准确度最高,可达1mk。

·输出信号大,灵敏度高。

如在0℃用Pt100铂热电阻测温,当温度变化1℃时,其电阻值约变化0.4Ω,如果通过电流为2mA,则其电压输出量变化为800μV。

在相同条件下,即使灵敏度比较高的K型热电偶,其热电动势变化也只有热电偶热电阻热电偶同其它种温度计相比具有如下特点:a、优点·热电偶可将温度量转换成电量进行检测,对于温度的测量、控制,以及对温度信号的放大、变换等都很方便,·结构简单,制造容易,·价格便宜,·惰性小,·准确度高,·测温范围广,·能适应各种测量对象的要求(特定部位或狭小场所),如点温和面温的测量,·适于远距离测量和控制。

热电偶和热电阻的相同点和不同点

热电偶和热电阻的相同点和不同点

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。

热电偶和热电阻热敏电阻的区别

热电偶和热电阻热敏电阻的区别

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。

3.热电偶冷端的温度补偿由于热电偶的材料一般都比较贵重(特别是采用贵金属时),而测温点到仪表的距离都很远,为了节省热电偶材料,降低成本,通常采用补偿导线把热电偶的冷端(自由端)延伸到温度比较稳定的控制室内,连接到仪表端子上。

热电阻与热电偶的区别

热电阻与热电偶的区别

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。

热电偶与热电阻之间有些什么关联

热电偶与热电阻之间有些什么关联

热电偶与热电阻之间有些什么关联热电偶和热电阻是测量温度的两种常见传感器。

虽然它们的构造和原理不同,但在实际应用中,它们经常会被同时使用。

那么,热电偶和热电阻之间有哪些联系呢?热电偶和热电阻的工作原理热电偶是一种由两种不同金属(或半导体)制成的电极,它们在不同温度下会产生不同的电势差。

热电偶是根据热电效应原理工作的,这个效应指的是由于温度差异引起的电势差。

当两个金属连接在一起时,它们之间会产生一个电势差,这个电势差与两个金属材料的热电性质有关。

随着温度的变化,电势差也会发生变化,通过测量这个变化,我们可以计算出温度的值。

热电阻是由一种电阻材料制成的传感器,它的电阻随着温度的变化而发生变化。

热电阻的工作原理基于材料的电阻随温度的变化的特性,这种材料的电阻随着温度的升高而增加。

通过测量热电阻的电阻值,我们可以计算出温度的值。

热电偶和热电阻的区别虽然热电偶和热电阻都是测量温度的传感器,但它们之间存在一些区别。

首先,由于热电偶的工作原理是基于电势差,因此它的输出信号是电压信号。

而热电阻的工作原理是基于电阻变化,因此它的输出信号是电阻信号。

其次,热电偶的响应速度非常快,可以在毫秒级别内提供温度变化的实时数据。

而热电阻的响应速度相对较慢,需要一些时间来达到稳定状态,因此它不适合用于需要快速响应的应用场合。

除此之外,热电阻需要外部供电才能工作,而热电偶并不需要,因为它是靠温度差来产生电势差的。

热电偶和热电阻的应用热电偶和热电阻在实际应用中经常会被同时使用,以便更准确地测量温度。

热电偶通常被用于高温测量,因为它可以耐受非常高的温度,并且在高温下仍然能够提供准确的测量结果。

热电偶被广泛应用于炉温控制、发动机温度测量等高温场合。

热电阻通常被用于低温测量,因为它比热电偶更加准确和精密,并且能够提供更高的分辨率。

热电阻通常被应用于制冷系统、医疗设备等低温场合。

热电偶和热电阻的联用在一些需要测量范围较大的温度场合,可以通过热电偶和热电阻的联用来扩大测量范围。

热电偶热电阻的区别.

热电偶热电阻的区别.

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。

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热电偶/热电阻的工作原理及相互间的区别2022 年 01 月 04 日星期日下午 05:06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, 即两种不同成份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者半导体 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,于是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者数量级上均不及标准化热电偶,普通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坚固;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。

3热电阻热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。

它的主要特点是测量精度高,性能稳定。

其中铂热是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。

1、热电阻测温原理及材料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。

热电阻大都由纯金属材料制成,目前应用最多的是铂和铜,此外,现在已开始采用镍、锰和铑等材料创造热电阻。

2、热电阻的类型1)普通型热电阻从热电阻的测温原理可知,被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的,因此,热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。

2)铠装热电阻铠装热电阻是由感温元件(电阻体)、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体,它的外径普通为φ 2--φ 8mm,最小可达φ mm。

与普通型热电阻相比,它有下列优点:①体积小,内部无空气隙,热惯性上,测量滞后小;②机械性能好、耐振,抗冲击;③能弯曲,便于安装④使用寿命长。

3)端面热电阻端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制,紧贴在温度计端面。

它与普通轴向热电阻相比,能更正确和快速地反映被测端面的实际温度,合用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。

4)隔爆型热电阻隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒,把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或者电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内,生产现场不会引超爆炸。

隔爆型热电阻可用于 Bla--B3c 级区内具有爆炸危(wei)险场所的温度测量。

热电偶测温原理及几个基本定律两种不同的导体或者半导体两端相接成闭合回路,当两接点分别放在不同的温度 T 和 T0 时,则在回路中就会产生热电势,形成回路电流。

这称赛贝克效应,也换称热电效应。

产生的热电势由接触电势和温差电势两部份组成。

热电偶就是基于热电效应而工作的。

1. 均质导体定律由同一种均质材料 (导体或者半导体) 两端焊接组成闭合回路,无论导体截面如何以及温度如何分布,将不产生接触电势,温差电势相抵消,回路中总电势为零。

可见,热电偶必须由两种不同的均质导体或者半导体构成。

若热电极材料不均匀,由于温度梯存在,将会产生附加热电势。

2. 中间温度定律热电偶回路两接点(温度为 T、T0)间的热电势,等于热电偶在温度为 T、Tn 时的热电势与在温度为 Tn、T0 时的热电势的代数和。

Tn 称中间温度应用:由于热电偶 E-T 之间通常呈非线性关系,当冷端温度不为 0 摄氏度时,不能利用已知回路实际热电势 E (t,t0)直接查表求取热端温度值;也不能利用已知回路实际热电势 E (t,t0)直接查表求取的温度值,再加之冷端温度确定热端被测温度值,需按中间温度定律进行修正。

初学者经常不按中间温度定律来修正 !3. 中间导体定律在热电偶回路中接入中间导体(第三导体) ,只要中间导体两端温度相同,中间导体的引入对热电偶回路总电势没有影响,这就是中间导体定律。

应用:依据中间导体定律,在热电偶实际测温应用中,常采用热端焊接、冷端开路的形式,冷端经连接导线与显示仪表连接构成测温系统。

有人耽心用铜导线连接热电偶冷端到仪表读取 mV 值,在导线与热电偶连接处产生的接触电势会使测量产生附加误差。

根据这个定律,是没有这个误差的!热电阻四线制、三线制、两线制的区别2022-02-17 09:09(3) 热电阻的引线形式二线制:在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二线制:这种引线方法很简单,但由于连接导线必然存在引线电阻 r 整个电路的电阻为热电阻的电阻值加之两段导线电阻的电阻值测量误差大,大小与导线的材质和长度的因素有关,因此这种引线方式只合用于测量精度较低的场合三线制:在热电阻的根部的一端连接一根引线,另一端连接两根引线的方式称为三线制,这种方式通常与电桥配套使用,两个导线分别接在电桥的两个桥背上,另一根线接在电桥的电源上,消除了引线电阻的误差。

可以较好的消除引线电阻的影响,是工业过程控制中的最常用的引线电阻。

四线制:在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制,其中两根引线为热电阻提供恒定电流 I,把 R 转换成电压信号 U,再通过另两根引线把 U 引至二次仪表。

可见这种引线方式可彻底消除引线的电阻影响,主要用于高精度的温度检测。

普通用在实验室一下四线制基于热电阻原理测温是根据金属导体或者半导体的电阻值随温度变化的性质,将电阻值的变化转换为电信号,从而达到测温的目的。

用于创造热电阻的材料,要求电阻率、电阻温度系数要大,热容量、热惯性要小,电阻与温度的关系最好近于线性;此外,材料的物理、化学性质要稳定,复现性好,易提纯,同时价格尽可能便宜。

热电阻测温的优点是信号灵敏度高、易于连续测量、可以远传(与热电偶相比)、无需参比温度;金属热电阻稳定性高、互换性好、准确度高,可以用作基准仪表。

热电阻主要缺点是需要电源激励、有(会影响测量精度)自热现象以及测量温度不能太高。

常用热电阻种类主要有铂电阻、铜电阻和半导体热敏电阻。

6.4.1 铂电阻测温1.概述铂电阻(IEC)的电阻率较大,电阻—温度关系呈非线性,但测温范围广,精度高,且材料易提纯,复现性好;在氧化性介质中,甚至高温下,其物理、化学性质都很稳定。

国标ITS 一90 规定,在-259 .34~630.74℃温度范围内,以铂电阻温度计作为基准温度仪器。

铂的纯度用百度电阻比W100 表示。

它是铂电阻在100℃时电阻值R100 与O℃时电阻值R0 之比,即W100=R100/R0 。

W100 越大,其纯度越高。

目前技术已达到W100=1.3930,其相应的铂纯度为99.9995%。

国标ITS 一90 规定,作为标准仪器的铂电阻W100 应大1.3925。

普通工业用铂电阻的Wl00 应大于1.3850。

图示:铂电阻目前工业用铂电阻分度号为 Pt100 和 Pt10,其中 Pt100 更为常用;而 Pt10 是用较粗的铂丝制 作的, 主要用于 600℃以上的测温。

铂电阻范围通常最大为-200℃~850℃。

在 550℃以上高温(真 空和还原气氛将导致电阻值迅速漂移)只适合在氧化气氛中使用。

铂电阻与温度的关系:当℃时(6-6)℃时(6-7)式中 ---温度为零时铂热电阻的电阻值(Ptl00 为 100 ,Ptl0 为 10);---温度为 t 时铂热电阻的电阻值;C据公式(6-6)制成的工业铂热电阻分度表见附录 1 和 2。

(3) 热电阻的引线形式内引线是热电阻出厂时自身具备的引线, 其功能是使感温元件能与外部测量及控制装置相连 接。

内引线通常位于保护管内。

因保护管内温度梯度大, 作为内引线要选用纯度高、 不产生热电 动势的材料。

对于工业铂热电阻而言, 中低温用银丝作引线, 高温用镍丝。

这样, 既可降低成本, 又能提高感温元件的引线强度。

对于铜和镍热电阻的内引线,普通都用铜、镍丝。

为了减少引线 电阻的影响,内引线直径通常比热电阻丝的直径大不少。

热电阻的外引线有两线制、三线制及四线制三种,如图 6-4 所示。

当①两线制在热电阻感温元件的两端各连一根导线(见图6-4a)的引线形式为两线制。

这种两线制热电阻配线简单,安装费用低,但要带进引线电阻的附加误差。

因此,不合用于 A 级。

并且在使用时引线及导线都不宜过长。

采用两线制的测温电桥如图6-5 所示,5a) 接线示意图,5b)为等效原理图。

从图中可以看出热电阻两引线电阻Rw 一起构成电桥测量臂,这样当引线电阻随沿线环境温度改变引起的阻值变化量2△Rw 和热电阻随被测温度变化的增量值△Rt 一起成为有效信号转换成测量信号电压,从而影响温度测量精度。

图6-5 两线制热电阻测量电桥a)示意图b)等效原理图②三线制在热电阻感温元件的一端连接两根引线,另一端连接一根引线(见图6-4b),此种引线形式称为三线制。

用它构成如图6-6 所示测量电桥,可以消除内引线电阻的影响,测量精度高于两线制。

目前三线制在工业检测中应用最广。

而且,在测温范围窄或者导线长或者导线途中温度易发生变化的场合必须考虑采用三线制。

图6-7 四线制热电阻测量电桥a)示意图b)等效原理图此外,为保护感温元件、内引线免受环境的有害影响,热电阻外面往往装有可拆卸式或者不可拆卸式的保护管。

保护管的材质有金属、非金属等多种材料,可根据具体使用特点选用合适的保护管。

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