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电气器件系列十六:热电偶、热电阻

热电偶(thermocouple)它是温度测量仪器中常用的温度测量元件。它直接测量温度,将温度信号转换为热电势信号,通过电气仪器(二次仪器)转换为被测介质的温度。由于需要,各种热电偶的形状往往非常不同,但其基本结构大致相同,通常由热电极、绝缘套筒保护管和接线盒组成,通常与显示仪器、记录仪器和电子调节器一起使用。

原理:

两个不同成分的导体(称为热电偶丝或热电极)的两端接合成电路。当两个接合点的温度不同时,电势会在电路中产生。这种现象效应,称为热电势。热电偶采用这一原理进行温度测量。其中,直接用于测量介质温度的一端称为工作端(也称为测量端),另一端称为冷端(也称为补偿端);冷端与显示仪器或配套仪器连接,显示仪器将指出热电偶产生的热电位。

热电偶实际上是一种能量转换器,它将热能转化为电能,用产生的热电势测量温度,对于热电偶的热电势,应注意以下问题:

1.热电偶的热电势是热电偶工作端两端温度函数的差异,而不是热电偶冷端和工作端两端温差的函数;

2.当热电偶的材料均匀时,热电偶产生的热电势的大小与热电偶的长度和直径无关,只与两端的温差有关;

3.当确定热电偶的两个热电偶丝材料成分时,热电偶的热电势只与热电偶的温差有关;如果热电偶冷端的温度保持在一定水平,则热电偶的热电势只是工作端温度的单值函数。A和两种不同材料的导体或半导体B焊接形成闭合回路,如图所示。当导体A和B当两个执着点1和2之间存在温差时,两者之间会产生电势,从而在回路中形成大小的电流。热电偶利用这种效果工作。

K型热电偶:

镍铬-镍硅(镍铝)热电偶(分度号为K)

热电偶的正极0%的镍铬合金,负极为含硅3%的镍硅合金(部分国家产品负极为纯镍)。可测量0~1300℃介质温度适用于氧化和惰性气体,短期温度为1200℃,长期使用温度为10000℃,其热电势与温度的关系近似线性,价格便宜,是目前消耗量最大的热电偶。

K型热电偶是一种耐氧化性强的廉价金属热电偶,不适用于真空、硫、碳气氛和氧化还原交替气氛;当氧分压较低时,镍铬极中的铬会氧化,使热电势发生很大变化,但金属气体对其影响较小。因此,更多的金属保护管。

K型热电偶的缺点:

(1)热电势的高温稳定性比N型热电偶和贵金属热电偶差,在高温下(如1万以上)℃)氧化常损坏;

(2)在250~500℃短期热循环稳定性不好,即在同一温度点,热电势示值在升温降温过程中不同,差值可达2~3℃; (3)其负极为150~200℃磁性转化应在室温至230之间发生℃范围内的分度值往往偏离分度表,特别是在磁场中使用时,与时间无关的热电干扰; (4)由于负极中锰(M)长期处于高通量系统辐照环境中n)、钴(Co)等元素转化,使其稳定性差,导致热电势发生较大变化。

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热电阻

热电阻(thermal resistor)是中低温区最常用的温度检测器。热阻测温是基于金属导体电阻值随温度的增加而增加的。其主要特点是测量精度高,性能稳定。铂热电阻的测量精度最高,不仅广泛应用于工业测温,而且制成标准基准仪。热电阻主要由纯金属材料制成。目前,铂和铜应用最广泛。此外,镍、锰和铑已被用来制造热电阻。金属热阻常用的感温材料有很多种,最常用的是铂丝。除铂丝外,还有铜、镍、铁、铁-镍等工业测量金属热电阻材料。

为什么要用三线式?

热电阻是把温度变化转换为电阻值变化的一次元件,通常需要把电阻信号通过引线传递到计算机控制装置或者其它一次仪表上。工业用热电阻安装在生产现场,与控制室之间存在一定的距离,因此热电阻的引线对测量结果会有较大的影响。

目前热电阻引线主要有三种方式 ○1二线系统:将导线连接到热电阻的两端,产生电阻信号称为二线系统:这种导线方法非常简单,但由于导线连接必须有导线电阻r,r尺寸与导线的材料和长度有关,因此该导线只适用于测量精度低的场合 ○2三线制: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,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。 ○34线系统:将两根导线连接到热电阻根的两端称为四线系统,其中两根导线为热电阻提供恒定电流I,将R转换为电压信号U,U通过另外两条导线引入二次仪表。可见,这种导线方法可以完全消除导线的电阻影响,主要用于高精度温度检测。

http://m.elecfans.com/article/106119.html

pt100热电阻,铂电阻

pt100是铂热电阻的分度号. pt代表热电阻的材料是铂,100代表铂热电阻的初始电阻是100欧姆.

PT后100意味着它在0℃时阻值为100欧姆,100欧姆℃它的阻值约为138.5欧姆。

热电偶和热电阻的区别

https://www.zhihu.com/question/36215076

标签: r系列阻值电阻

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