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如何选择热电偶温度传感器与热电阻温度传感器?

时间:2022-03-03 15:12:08来源:

导语:​如果只有两根引出线时,可以用数字万用表测量电阻值来判断,由于热电偶的电阻值很小,热电阻几乎为零;如果测量时电阻值很小,可能就是热电偶。

  在日常工作当中经常遇到使用温度传感器,热电偶和热电阻虽然都是作为感温元件,但是他们的原理和功用是不同的,同一个测温地点我们选择热电阻还是选择热电偶呢?今天我们来全面剖析一下。

  1、工作原理区别

  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。

  2、结构区别

  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。

  热电阻的结构

  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。

  在工业使用中,热电偶和热电阻保护套管的外形几乎是一样的,在没有铭牌、不知道信号的情况下,应该如何识别呢?

  首先是看测温元件的引出线,通常热电偶只有两根引出线,如果有三根引出线就是热电阻了。但对于有四根引出线的,需要测量电阻值来判断是双支热电阻,还是四线制的热电阻。如果为无穷大,则就是双支热电阻了,电阻值几乎为零的一对引出线就是一支热电阻。如果两对引出线的电阻在10~ 110 之间,则是单支四线制的热电阻,看它的电阻值与什么分度号的热电阻接近,则就是该分度号的热电阻。

  如果只有两根引出线时,可以用数字万用表测量电阻值来判断,由于热电偶的电阻值很小,热电阻几乎为零;如果测量时电阻值很小,可能就是热电偶。

  热电阻在室温状态下,其最小电阻值也将大于10。常用的热电阻有 Pt10 、Pt100 、Pt1000铂热电阻, Cu50、Cu100铜热电阻四种分度号的,在室温20℃时,其电阻值Pt10为 10.779、Pt100 为107.794,Pt100 为1077.94 , Cu50为54.285 、Cu100为108.571 。室温大于20℃时其电阻值更大,比较两者的电阻值大多可判断了。如果是热电阻,也就可以知道是什么分度号的热电阻。

  在工作现场中应该如何判断?

  热电偶:热电偶有正负极,补偿导线也有正负之分。首先保证连接, 配置确。在运行中,常见的有短路、断路、接触不良 (有万用表可判断 )和变质 (根据表面颜色来鉴别),检查时,要使热电偶与二次表分开。我在实践中判断的方法,供大家参考:用工具短接二次表上的补偿线,表指示室温 (不是的话,表坏 ),再短接热电偶接线端子,表批示热电偶所在的环境温度 (不是,补偿线有故障),再用万用表 mv档大体估量热电偶的热电势 (如正常,请检查工艺 )。

  热电阻:不外乎短路、和断路、用万用表可判断。在运行中,怀疑短路,只要将电阻端拆下一个线头,看显示仪表,如到最大,热电阻短路、回零、导线短路,保证正常连接和配置时,表值显示低或不稳,保护管可能性进水了。显示最大,热电阻断路,显示最小,短路 。一般来说,温度在300度以下的用热电阻, 300度以上的用热电偶。随着温度的变化,热电阻的阻值会发生变化,热电偶的热电势会发生变化。

  最后总结一下,如何选择热电偶和热电阻?

  根据测温范围选择:500℃以上一般选择热电偶, 500℃以下一般选择热电阻;

  根据测量精度选择:对精度要求较高选择热电阻,对精度要求不高选择热电偶;

  根据测量范围选择:热电偶所测量的一般指 “点"温,热电阻所测量的一般指空间平均温度。

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