一、热电阻的应用原理
热电阻就是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点就是在测量精度高,性能稳定。这当中铂热是阻的测量精确度是最高的,它不光光广泛应用于工业测温,而且还被制成了标准的基准仪。
1.热电阻的结构
(1)精通型热电阻工业常用的热电阻感温元件(电阻体)的结构以及特点。在热电阻的测温原理可知,被测量温度的变化就是直接通过热电阻阻值的变化来测量的,所以,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。为了消除引线电阻的影响同般采用三线制或四线制。
(2)铠装热电阻是因为感温元件(电阻体)、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而形成的坚实体,它的外径一般为φ2~φ8mm,最小可以达φmm。
和普通型热电阻相比,它有下列优点:①体积小,内部空气隙,热惯性上,测量滞后小;②机械性能好、耐振,抗冲击;③可以弯曲,方便于安装④使用寿命长。
(3)端面热电阻感温元件也是由特殊处理的电阻丝材绕制,紧贴在温度计端面。它和一般轴向热电阻相比,可以更正确以及快速地反映被测端面的实际温度,适用在测量轴瓦以及其他机件的端面温度。
(4)隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒,把他们外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或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。隔爆型热电阻可用在Bla~B3c级区内具有爆炸危险场所的温度测量。
2.热电阻测温原理与材料
热电阻测温也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。热电阻大都是纯金属材料制成,现在应用最多的是铂与铜,除此以外,现在已开始采用甸、镍、锰与铑等材料制造热电阻。
3.热电阻测温系统的组成
热电阻测温系统一般由热电阻、连接导线与显示仪表等组成。必须要注意以下两点:
①热电阻以及显示仪表的分度号必须一致
②为了消除连接导线电阻变化的影响,必须采用三线制接法。
(2)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,它的外径一般为φ2~φ8mm,最小可以做到φmm。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)端面热电阻感温元件也是特殊处理的电阻丝材绕制,紧贴在温度计端面。它和一般轴向热电阻相比,能更正确可以快速地反映被测端面的实际温度,适用在测量轴瓦与其他机件的端面温度。
(4)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电弧等影电阻体的断路修理必然要改变电阻丝的长短而影响电阻值,为此更换新的电阻体为好,若采用焊接修理,焊后要校验合格后才能使用。
二、热电偶的应用原理
热电偶也是工业上最常用的温度检测元件之一。他们优点是:
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。热电偶通常就是由两种不同的金属丝组成,而且不受大小与开头的限制,外有保护套管,用起来也非常方便。
1.热电偶测温基本原理
把两种不同材料的导体或者是半导体A与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,两者之间就产生电动势,因此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.热电偶冷端的温度补偿
因为热电偶的材料一般都比较贵重(特别是采用贵 金属时),而且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。必须指出,热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极,使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上,它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响,不起到补偿作用。所以,还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影响。就在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配,极性不能接错,补偿导线和热电偶连接端的温度不可以超过100℃。
3.热电偶的种类与结构形成
(1)热电偶的种类
常用的热电偶可以分成标准热电偶以及非标准热电偶两大类。所调用标准热电偶就是指国家标准规定了其热电势以及温度的关系、允许误差、而且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。非标准化热电偶就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,主要用于在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,热电偶与热电阻全部按IEC国际标准生产,而且指定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一定要牢固;
② 两个热电极彼此之间应该很好地绝缘,为了防止短路;
③ 补偿导线和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以及有害介质充分隔离。
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