第1个回答 2012-05-03
热电偶与热电阻,属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各有不同.热电偶的工作原理: 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量温度范围较宽,测温性能比较稳定,同时它的结构简单,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. 热电偶的测温原理是基于热电效应.将两种不同的导体或半导体连接成闭合回路,当两个接点处的温度不同时,回路中将产生热电势,这种现象称为热电效应,又称为塞贝克效应.闭合回路中产生的热电势有两种电势组成,“温差电势”和“接触电势”.温差电势 是指 同一导体的两端因温度不同而产生的电势,不同的导体具有不同的电子密度,所以他们产生的电势也不相同.接触电势 是指 两种不同的导体相接触时,因为他们的电子密度不同所以产生一定的电子扩散,当他们达到一定的平衡后所形成的电势,接触电势的大小取决于两种不同导体的材料性质以及他们接触点的温度. 目前国际上应用的热电偶具有一个标准规范,国际上规定热电偶分为八个不同的分度,分别为B,R,S,K,N,E,J和T,其测量温度的最低可测零下270摄氏度,最高可达1800摄氏度,其中B,R,S属于铂系列的热电偶,由于铂属于贵重金属,所以他们又被称为贵金属热电偶而剩下的几个则称为廉价金属热电偶. 热电偶的结构有两种,普通型热电偶和铠装型热电偶.普通型热电偶一般由热电极,绝缘管,保护套管和接线盒等部分组成.铠装型热电偶则是将热电偶丝,绝缘材料和金属保护套管三者组合装配后,经过拉伸加工而成的一种坚实的组合体. 热电偶的电信号却需要一种特殊的导线来进行传递,这种导线我们称为补偿导线.不同的热电偶需要不同的补偿导线,补偿导线主要作用就是与热电偶连接,使热电偶的参比端远离电源,从而使参比端温度稳定. 补偿导线又分为补偿型和延长型两种,延长导线的化学成分与被补偿的热电偶相同,但是实际中,延长型的导线也并不是用和热电偶相同材质的金属,一般采用和热电偶具有相同电子密度的导线代替.补偿导线的与热电偶的连线一般都是很明了,热电偶的正极连接补偿导线的红色线,而负极则连接剩下的颜色.一般的补偿导线的材质大部分都采用铜镍合金.热电阻的工作原理: 热电阻虽然在工业中应用也比较广泛,但是由于热电阻的测温范围使他的应用受到了一定的限制.热电阻的测温原理: 热电阻的测温原理是基于导体或半导体的电阻值随着温度的变化而变化的特性.其优点也很多,也可以远传电信号,灵敏度高,稳定性强,互换性以及准确性都比较好,但是需要电源激励,不能够瞬时测量温度的变化.工业上使用的热电阻一般采用 Pt100,Pt10,Cu50,Cu100.铂热电阻的测温的范围一般为零下200-800摄氏度,铜热电阻为零下40到140摄氏度.热电阻和不需要补偿导线,而且比热点偶价格便宜,受到大家的喜爱.热电偶的应用原理 热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一.热电偶的优点很多,分别是:测量温度精度高. 因为热电偶直接与被测对象接触,不受中间介质的影响.感温快速,准确.测量温度范围广. 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).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.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.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.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:组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固.两个热电极彼此之间应很好地绝缘,以防短路.补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠.保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离.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.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,不起补偿作用.因此,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. 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,补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过100℃.其它铠装热电偶,铠装铂电阻.