一、區別
1、雖然都是接觸式測溫儀表,但(dan)它(ta)們的測溫范圍(wei)不同。
熱(re)(re)電偶使(shi)用在(zai)(zai)溫(wen)度(du)較(jiao)高(gao)的(de)環境,因它們在(zai)(zai)中(zhong),低溫(wen)區(qu)時(shi)輸(shu)出(chu)熱(re)(re)電勢(shi)很小(查(cha)表可以看一下),當(dang)電勢(shi)小時(shi),對(dui)抗干擾措施和二次表和要求很高(gao),否則測量不(bu)準,還(huan)有(you),在(zai)(zai)較(jiao)低的(de)溫(wen)度(du)區(qu)域(yu),冷端溫(wen)度(du)的(de)變(bian)(bian)化(hua)和環境溫(wen)度(du)的(de)變(bian)(bian)化(hua)所引起的(de)相對(dui)誤差就顯得很突出(chu),不(bu)易得到全(quan)補償。
這時在(zai)中(zhong)低溫度時,一般使用熱電阻(zu)測(ce)溫范圍為200~500,甚至還(huan)(huan)可(ke)測(ce)更低的溫度(如用碳(tan)電阻(zu)可(ke)測(ce)到1K左右的低溫).現在(zai)正常使用鉑熱電阻(zu)Pt100,(也(ye)(ye)有Pt50,100和50代表(biao)熱電阻(zu)在(zai)0度時的阻(zu)值(zhi),在(zai)舊(jiu)分度號(hao)中(zhong)用BA1,BA2來表(biao)示,BA1在(zai)0度時阻(zu)值(zhi)為46歐姆,在(zai)工業上也(ye)(ye)有用銅電阻(zu),分度號(hao)為CU50和CU100,但測(ce)溫范圍較小,在(zai)一50~~150之(zhi)間.在(zai)一些特殊場(chang)合還(huan)(huan)有銦(yin)電阻(zu),錳電阻(zu) 等)
2、熱(re)(re)電偶測量溫度的基(ji)本(ben)原(yuan)理是熱(re)(re)電效應,二次(ci)表(biao)是一個檢(jian)伏(fu)計或(huo)為了提(ti)高精度時使用電子電位差計。
電阻是(shi)基(ji)于導體和半導體的電阻值隨溫度而變化的特性(xing)而工作(zuo)的,二(er)次表是(shi)一個(ge)不平衡電橋(qiao).
3、由(you)熱(re)(re)電(dian)偶(ou)測溫原(yuan)理可知,只有在(zai)其冷端溫度恒定時,被(bei)測溫度才與熱(re)(re)電(dian)勢成單值函數關系.在(zai)實際使用中(zhong),就用一種(zhong)熱(re)(re)電(dian)特性(xing)與相(xiang)應熱(re)(re)電(dian)偶(ou)特性(xing)相(xiang)似的(de)廉價的(de)連接導(dao)(dao)線(也稱(cheng)為補償(chang)導(dao)(dao)線),使熱(re)(re)電(dian)偶(ou)冷端引(yin)伸到溫度相(xiang)對恒定的(de)地(di)方(fang)(最好為0度),如用銅--康(kang)銅做補償(chang)導(dao)(dao)線來引(yin)申(shen)鎳(nie)鉻---鎳(nie)硅熱(re)(re)電(dian)阻.因此,熱(re)(re)電(dian)偶(ou)到二次表延長線是兩根(gen)。
熱電(dian)阻與二(er)次表之(zhi)間是用(yong)銅導線連接(jie)的,為了減小環(huan)境變化引(yin)起的測(ce)量誤差,一(yi)般(ban)均(jun)采用(yong)三(san)線制接(jie)法,其中有兩(liang)根(gen)導線將熱電(dian)阻串(chuan)聯(lian)于相鄰的兩(liang)個橋臂上,另一(yi)根(gen)導線是引(yin)來電(dian)源.使用(yong)時要求(qiu)每根(gen)導線的電(dian)阻值與調整電(dian)阻之(zhi)和都(dou)保證為5歐姆(±0.01).
工作中的現場判斷
1、熱電(dian)(dian)偶. 熱電(dian)(dian)偶有正負極,補償導(dao)線(xian)也有正負之分(fen)(fen).首先保證連接,配置確.在(zai)運行中(zhong)(zhong),常(chang)見的(de)有短(duan)(duan)路(lu)(lu),斷路(lu)(lu),接觸(chu)不良(有萬用(yong)表(biao)可判(pan)斷)和變質(zhi)(根(gen)據表(biao)面顏色來鑒別).檢查(cha)時,要使熱電(dian)(dian)偶與二次表(biao)分(fen)(fen)開.我在(zai)實踐中(zhong)(zhong)判(pan)斷的(de)方法,供大家參考:用(yong)工具短(duan)(duan)接二次表(biao)上的(de)補償線(xian),表(biao)指示(shi)室溫(不是的(de)話,表(biao)壞(huai)),再短(duan)(duan)接熱電(dian)(dian)偶接線(xian)端子,表(biao)批(pi)示(shi)熱電(dian)(dian)偶所在(zai)的(de)環境溫度(不是,補償線(xian)有故障),再用(yong)萬用(yong)表(biao)mv檔大體估(gu)量熱電(dian)(dian)偶的(de)熱電(dian)(dian)勢(如正常(chang),請檢查(cha)工藝).
2、熱電(dian)阻.不(bu)外(wai)乎(hu)短(duan)(duan)路(lu)(lu)(lu),和斷(duan)路(lu)(lu)(lu).用萬(wan)用表(biao)可(ke)判(pan)斷(duan).在運行中(zhong).懷疑短(duan)(duan)路(lu)(lu)(lu),只要(yao)將電(dian)阻端拆下一個線頭(tou),看顯(xian)示儀表(biao),如到最(zui)(zui)大,熱電(dian)阻短(duan)(duan)路(lu)(lu)(lu).回零,導線短(duan)(duan)路(lu)(lu)(lu).保證(zheng)正常連接和配置時,表(biao)值顯(xian)示低或不(bu)穩(wen),保護(hu)管可(ke)能(neng)性(xing)進水了.顯(xian)示最(zui)(zui)大,熱電(dian)阻斷(duan)路(lu)(lu)(lu).顯(xian)示最(zui)(zui)小,短(duan)(duan)路(lu)(lu)(lu).
一般來說,溫度(du)(du)在300度(du)(du)以下(xia)的用(yong)熱(re)電阻(zu),300度(du)(du)以上的用(yong)熱(re)電偶。
隨著溫(wen)度的變化,熱電(dian)阻的阻值會發生變化,熱電(dian)偶的熱電(dian)勢會發生變化。
熱(re)(re)(re)電(dian)阻(zu)目前都采用銅熱(re)(re)(re)電(dian)阻(zu)和鉑(bo)熱(re)(re)(re)電(dian)阻(zu),根據(ju)0度時熱(re)(re)(re)電(dian)阻(zu)值的不同又(you)分為(wei)不同的分度號,如PT100,PT1000,CU50等,以PT100為(wei)例,PT代表(biao)鉑(bo),100代表(biao)0度時熱(re)(re)(re)電(dian)阻(zu)的阻(zu)值是100歐姆。
熱(re)電偶目前大體上有K,B,S等分(fen)度(du)(du)號,分(fen)別代表不(bu)同的材質,以用于不(bu)同的溫(wen)度(du)(du)范圍。例如:K型為鎳鉻(ge)-鎳硅材材,一(yi)般測(ce)量0-800度(du)(du),B型為鉑(bo)銠30-鉑(bo)銠6,一(yi)般測(ce)量800-1600度(du)(du)。
1、熱電偶的測量原(yuan)理是什么?
熱電偶工作原理是(shi)基于(yu)賽貝克(ke)(seeback)效應,即兩種不同成分的導(dao)體兩端連接成回路,如兩連接端溫(wen)度不同,則在回路內產(chan)生熱電流的物理現象。
熱電(dian)偶(ou)由兩根(gen)不(bu)同(tong)導線(熱電(dian)極(ji))組(zu)成,它們的(de)一(yi)端(duan)是互相焊(han)接(jie)的(de),形成熱電(dian)偶(ou)的(de)測(ce)量端(duan)(也稱工(gong)作端(duan))。將它插入待測(ce)溫(wen)度(du)的(de)介質中;而熱電(dian)偶(ou)的(de)另一(yi)端(duan) (參(can)比端(duan)或自由端(duan))則(ze)與顯示儀(yi)表(biao)相連。如果熱電(dian)偶(ou)的(de)測(ce)量端(duan)與參(can)比端(duan)存(cun)在溫(wen)度(du)差(cha),則(ze)顯示儀(yi)表(biao)將指(zhi)出熱電(dian)偶(ou)產生的(de)熱電(dian)動勢。
2、熱(re)電阻的測量原理是什么?
熱電阻是利(li)用金屬(shu)(shu)導(dao)體或半導(dao)體有溫(wen)(wen)(wen)度(du)變化(hua)時(shi)本身電阻也(ye)隨著發生變化(hua)的特性來測量溫(wen)(wen)(wen)度(du)的,熱電阻的受熱部分(感(gan)溫(wen)(wen)(wen)元件)是用細金屬(shu)(shu)絲均(jun)勻地繞(rao)在絕(jue)緣材料(liao)作(zuo)成的骨架上或通過激光(guang)濺射(she)工(gong)藝在基片形成。當被測介質有溫(wen)(wen)(wen)度(du)梯度(du)時(shi),則(ze)所測得的溫(wen)(wen)(wen)度(du)是感(gan)溫(wen)(wen)(wen)元件所在范圍內介質層的平均(jun)溫(wen)(wen)(wen)度(du)。
3、什(shen)么是鎧裝熱(re)電(dian)偶,有什(shen)么優點?
在IEC1515的標準中名稱(cheng)為《mineral insulated thermocouple cable》,即無(wu)機礦物絕緣(yuan)熱電(dian)電(dian)偶(ou)纜。將熱電(dian)極、絕緣(yuan)物和護(hu)套通過整體拉(la)制而(er)形成(cheng)的,外表(biao)面好像是被覆(fu)一(yi)層(ceng)“鎧裝",故稱(cheng)為鎧裝熱電(dian)偶(ou)。同一(yi)般裝配式熱電(dian)偶(ou)相比(bi),具有耐壓高、可彎曲性能好、抗氧化性能好及使用壽命長等(deng)優點。
4、熱電偶(ou)的(de)分度號有(you)哪幾種?有(you)何特點?
熱電偶的分度號(hao)有主要有S、R、B、N、K、E、J、T等幾種。其中S、R、B屬(shu)(shu)于貴金屬(shu)(shu)熱電偶,N、K、E、J、T屬(shu)(shu)于廉金屬(shu)(shu)熱電偶。
S分(fen)度號的(de)特點是抗氧化(hua)性(xing)能強,宜在氧化(hua)性(xing)、惰性(xing)氣氛(fen)中連續使用(yong),長(chang)期使用(yong)溫度1400℃,短(duan)期1600℃。在所有熱電偶中,S分(fen)度號的(de)精確(que)度等級最高,通常用(yong)作標準熱電偶;
R分(fen)度(du)號(hao)與S分(fen)度(du)號(hao)相比除(chu)熱(re)電動勢大15%左(zuo)右(you),其(qi)它(ta)性能幾乎完全相同;}
B分度號在(zai)室(shi)溫下(xia)熱電動勢極小,故在(zai)測量時一般不用補償導線。它的長期使(shi)用溫度為1600℃,短期1800℃。可在(zai)氧化性或(huo)中性氣氛中使(shi)用,也可在(zai)真空條件下(xia)短期使(shi)用。
N分(fen)度(du)(du)號的(de)特(te)點是1300℃下高溫抗氧化能力強,熱(re)電(dian)動勢的(de)長(chang)期穩定性(xing)及短(duan)期熱(re)循環的(de)復現性(xing)好(hao),耐核輻照及耐低溫性(xing)能也好(hao),可以(yi)部(bu)分(fen)代替S分(fen)度(du)(du)號熱(re)電(dian)偶;
K分度(du)號的特點是(shi)抗(kang)氧化性能強,宜(yi)在氧化性、惰性氣氛中連續使(shi)用(yong)(yong),長期使(shi)用(yong)(yong)溫度(du)1000℃,短期1200℃。在所(suo)有熱(re)電偶中使(shi)用(yong)(yong)最廣(guang)泛(fan);
E分度(du)(du)號的特點(dian)是(shi)在常(chang)用熱電偶(ou)中(zhong),其熱電動(dong)勢最(zui)大(da),即靈敏度(du)(du)最(zui)高。宜(yi)在氧化性、惰(duo)性氣(qi)氛(fen)中(zhong)連續使用,使用溫(wen)度(du)(du)0-800℃;
J分度號的特點是既可用(yong)于(yu)氧(yang)化(hua)性氣(qi)氛(fen)(fen)(使用(yong)溫度上限750℃),也可用(yong)于(yu)還原性氣(qi)氛(fen)(fen)(使用(yong)溫度上限950℃),并(bing)且耐(nai)H2及(ji)CO氣(qi)體腐(fu)蝕,多(duo)用(yong)于(yu)煉油及(ji)化(hua)工;
T分度(du)號(hao)的(de)(de)特點是在所(suo)有廉金(jin)屬(shu)熱電(dian)偶中精確度(du)等級(ji)最高(gao),通常用來測量(liang)300℃以(yi)下的(de)(de)溫度(du)。
5、熱電阻的引出線(xian)方式有(you)幾種?都(dou)有(you)什么(me)影響?(YH^
熱(re)電(dian)阻的引出線(xian)(xian)方式有(you)3種:即2線(xian)(xian)制、3線(xian)(xian)制、4線(xian)(xian)制。
2線(xian)制熱(re)電阻(zu)配線(xian)簡單(dan),但要帶進引(yin)線(xian)電阻(zu)的(de)附(fu)加誤(wu)差。因此(ci)不(bu)適用(yong)制造A級(ji)精度的(de)熱(re)電阻(zu),且(qie)在使用(yong)時引(yin)線(xian)及(ji)導(dao)線(xian)都不(bu)宜(yi)過長。
3線制(zhi)可以(yi)消除引(yin)線電阻的影(ying)響,測(ce)量精度高(gao)于2線制(zhi)。作為過程(cheng)檢測(ce)元(yuan)件,其應用最廣(guang)。
4線(xian)制(zhi)不僅可以(yi)(yi)消除引線(xian)電阻(zu)的影響,而(er)且在連(lian)接導線(xian)阻(zu)值(zhi)相(xiang)同時,還可以(yi)(yi)消除該(gai)電阻(zu)的影響。在高精度(du)測量時,要采(cai)用(yong)4線(xian)制(zhi)。
6、N型熱電偶與(yu)K型熱電偶相比(bi)有哪些優缺點?
N型熱電偶的優點:
-高溫(wen)抗氧(yang)化(hua)(hua)能力強,長期穩定性強。K型熱電(dian)偶鎳鉻的(de)(de)正極中Cr、Si元素擇優氧(yang)化(hua)(hua)引起合金(jin)成分不(bu)均勻及熱電(dian)動勢漂移等,在N型熱電(dian)偶增(zeng)加Cr、Si含量,使(shi)鎳鉻合金(jin)的(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)模式由(you)內氧(yang)化(hua)(hua)轉變為外氧(yang)化(hua)(hua),致使(shi)氧(yang)化(hua)(hua)反應僅(jin)在表面進(jin)行;
-低溫短期(qi)熱循環(huan)穩定性(xing)好,且抑制了磁(ci)性(xing)轉(zhuan)變(bian);
-耐核(he)輻射能力強。N型(xing)熱電偶取消了K型(xing)中(zhong)的易蛻變元素Mn、Co,使抗(kang)中(zhong)子輻照能力進一步加強;
-在400~1300℃范圍內,N型(xing)熱(re)電偶的(de)(de)熱(re)電特性(xing)的(de)(de)線性(xing)比K型(xing)好(hao)。
N型熱電偶的缺點:
-N型熱電偶(ou)的材料比(bi)K型硬,較難加工(gong);
-價(jia)格相對較貴。N型熱(re)電(dian)偶的(de)熱(re)膨脹(zhang)系數(shu)要比不銹鋼(gang)低15%,因此(ci)N型鎧裝熱(re)電(dian)偶的(de)外套(tao)管應(ying)采用NiCrSi/NiSi合(he)金;在-200~400℃范圍內(nei)非線性(xing)誤差較大。
7、如何選擇熱電(dian)偶和熱電(dian)阻?
根據測溫范(fan)圍(wei)選擇(ze):500℃以(yi)上一般(ban)選擇(ze)熱電偶,500℃以(yi)下一般(ban)選擇(ze)熱電阻;
根據測量(liang)精(jing)度選擇(ze):對精(jing)度要(yao)求(qiu)較高選擇(ze)熱電阻(zu),對精(jing)度要(yao)求(qiu)不高選擇(ze)熱電偶;
根據測量范圍選擇:熱(re)電(dian)偶(ou)所測量的一般(ban)指(zhi)(zhi)“點"溫,熱(re)電(dian)阻所測量的一般(ban)指(zhi)(zhi)空間平均溫度。