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热电阻及其测温原理 ? 在工业应用中，热电偶一般适用于测量500以上的较高温度。对于500以下的中、低温度，热电偶的输出的热电势很小，这对二次仪表的放大器、抗干扰措施等的要求就很高，否则难以实现测量；而且，在较低温区域，冷端温度的变化所引起的相对误差也非常突出。所以测量中、低温度一般使用热电阻温度测量仪表较为合适。 1、? 热电阻的测温原理 与热电偶的测温原理不同的是，热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的，即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。因此，只要测量出感温热电阻的阻值变化，就可以测量出温度。目前主要有金属热电阻和半导体热敏电阻两类。 金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示，即 Rt=Rt0[1+α（t-t0）] 式中，Rt为温度t时的阻值；Rt0为温度t0（通常t0=0）时对应电阻值；α为温度系数。 半导体热敏电阻的阻值和温度关系为 Rt=AeB/t 式中Rt为温度为t时的阻值；A、B取决于半导体材料的结构的常数。 相比较而言，热敏电阻的温度系数更大，常温下的电阻值更高（通常在数千欧以上），但互换性较差，非线性严重，测温范围只有-50~300左右，大量用于家电和汽车用温度检测和控制。金属热电阻一般适用于-200~500范围内的温度测量，其特点是测量准确、稳定性好、性能可靠，在程控制中的应用极其广泛。 ? 2、? 工业上常用金属热电阻 从电阻随温度的变化来看，大部分金属导体都有这个性质，但并不是都能用作测温热电阻，作为热电阻的金属材料一般要求：尽可能大而且稳定的温度系数、电阻率要大（在同样灵敏度下减小传感器的尺寸）、在使用的温度范围内具有稳定的化学物理性能、材料的复制性好、电阻值随温度变化要有间值函数关系（好呈线性关系）。 目前应用广泛的热电阻材料是铂和铜：铂电阻精度高，适用于中性和氧化性介质，稳定性好，具有一定的非线性，温度越高电阻变化率越小；铜电阻在测温范围内电阻值和温度呈线性关系，温度线数大，适用于无腐蚀介质，超过150易被氧化。中国常用的有R0=10Ω、R0=100Ω和R0=1000Ω等几种，它们的分度号分别为Pt10、Pt100、Pt1000；铜电阻有R0=50Ω和R0=100Ω两种，它们的分度号为Cu50和Cu100。其中Pt100和Cu50的应用为广泛。 ? 3、热电阻的信号连接方式 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。 目前热电阻的引线主要有三种方式 1二线制：在热电阻的两端各连接一根导线来引出电阻信号的方式叫二线制：这种引线方法很简单，但由于连接导线必然存在引线电阻r，r大小与导线的材质和长度的因素有关，因此这种引线方式只适用于测量精度较低的场合 ? 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，可以较好的引线电阻的影响，是工业过程控制中的常用的引线电阻。热电阻采用三线制，将导线一根接到电桥的电源端，其余两根分别接到热电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上，这样了导线线路电阻带来的测量误差。 ? 3四线制：在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制，其中两根引线为热电阻提供恒定电流I，把R转换成电压信号U，再通过另两根引线把U引至二次仪表。可见这种引线方式可完全引线的电阻影响，主要用于高精度的温度检测。 ? 4、? 热电阻的结构形式 和热电偶温度传感器相类似，工业上常用的热电阻主要有普通装配式热电阻和铠装热电阻两种型式。 普通通装配式热电阻是由感温体、有锈钢外保护管、接线盒以及各种用途的固定装置级成，安装固定装置有固定外螺纹、活动法兰盘、固定法兰和带固定螺栓锥形保护管等形式。铠装热电阻外保护套管采用不锈钢，内充高密度氧化物缘体，具有很强的抗污染性能和优良的机械强度。与前者相比，铠装热电阻具有直径小、易弯曲、抗震性好、热响应时间快、使用寿命长的优点。 对于一些特殊的测温场合，还可以选用一些专业型热电阻，如，测量固体表面温度可以选用端面热电阻，在易燃易爆场合可以选用防爆型热电阻，测量震动设备上的温度可以选用带有防震结构的热电阻等 2线、3线、4线热电阻测温原理有何区别 与热电阻连接的检测设备（温控表、PLC输入等）都有四个接线端子。I+、I-、V+、V-。 ? 其中，I+、I-端是为了给热电阻提供恒定的电流，V+、V-是用来监测热电阻的电压变化，依次检测温度变化。 ? 4线就是从热电阻两端引出4线，和4个端子连接。 ? 3线就是引出3线，这需要检测设备方的I-\V-短接。 ? 2线就使引出2线，这需要检测设
测温专家--佛山神港自动化回答： 热电偶 【英文名thermocouple】全称：热电偶温度计，是目前工业领域应用为广泛的温度测量传感器产品，其原理如下： 热电偶是工业上常用的温度检测元件之一。其优点是： 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℃均可连续测量，某些特殊热电偶 可测到-271--+2800℃如金铁镍铬和钨-铼。 ③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。 原理 1、热电偶测温基本原理是将两种不同材料的导体或半导体焊接起来，构成一个闭合回路。由于两种不同金属所携带的电子数不同，当两个导体的二个执着点之间存在温差时，就会发生高电位向低电位放电现象，因而在回路中形成电流,温度差越大，电流越大，这种现象称为热电效应，也叫塞贝克效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。 2、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。所谓标准热电偶是指 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。 (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必须牢固； ② 两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路； ③ 补偿导线与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与有害介质充分隔离。5安装尺寸应该尽量选用公制[中国标准]如螺纹：12X1.5,16X1.5,20X1.5,27X2,33X2mm.法兰直径95、105、115mm. 3、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。一般显示、控制仪表都有温度自动补偿系统，不需要担心。仪表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一般不超过100℃，这里需要特别说明一下：网络上很多转载的技术资料都讲：补偿导线与热电偶连接端的温度一般不超过100℃，其实，这个说法是错误的！特殊工况下，可以选用热电偶延长线，即导线材质和热电偶电极材质一致的导线连接，比如：KX镍铬-镍硅补偿导线；EX镍铬-康铜补偿导线；JX铁-康铜补偿导线；TX铜-铜镍补偿导线都存不在这个问题，根据热电偶的中间导体定律，这种补偿导线温度不受限制。还有一些热电偶比如：B分度的铂铑30-铂铑6，这种热电偶没有补偿导线，在400度以下不计精度用普通双芯铜线即可。 以上资料由广东佛山神港自动化有限公司编撰整理发布 热电偶（thermocouple）是温度测量仪表中常用的测温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表（二次仪表）转换成被测介质的温度。 补充资料： 主要特点： 1、装配简单，更换方便； 2、压簧式感温元件，抗震性能好； 3、测量精度高； 4、测量范围大（－200℃～1300℃，特殊情况下－270℃～2800℃）； 5、热响应时间快； 6、机械强度高，耐压性能好； 7、耐高温可达2800度； 8、使用寿命长。 结构要求： 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必须牢固； 2、两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路； 3、补偿导线与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与有害介质充分隔离。 参考资料： baike.baidu.com/link?url=ki8qKLZ0IOzIsdjwt6UeQi_eUY5191KHOHqXO8rs3lF-uaXIGSnmcpoMTvSNUyDGrRHnet4n2hByRIixltuj6q
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热电偶可以直接测量温度并把温度号转换成热电动势号，再转换成被测介质的温度。常作为测温元件用于炉温测试仪中，所以热电偶的正确使用是非常重要，事关着温度曲线的变化情况。由于热电偶时易耗品，所以在使用的过程中比较容易出现问题。所以了解热电偶的正确使用方法可以更好的延长其使用寿命以及为企业节省成本。 一、热电偶在粘贴工件时一定得记住紧密贴合产品工件，不能让热电偶的焊点在里面晃动，特别是热电偶焊点当跟金属碰到一起的时候，容易产生瞬间电压，而导致测出来的温度曲线某个地方温度突然升得很高，这样又会引起分析软件Y轴坐标也跟着变得很高，那么整个曲线就会看起来很小了。 二、热电偶正确的接线方法是：红线接负极，黄线接正极，接的时候两股线一定要往上顶到公插头的三角处，防止裸露的部份短路。 三、针对玻璃纤维的热电偶，在插拔时千万要记得用手捏住公插头往外拔，不要去拉线，这样容易造成保护套被拉松或拉出公插头，造成线芯裸露，而导致短路的现象。 四、使用时千万不要打结或折成90度以上，这样很容易造成内部的两根线芯断裂，断了之后你都不知道在哪里断的，那么这根热电偶就没用了，使用时要细心一点，不能野蛮施工。 1、热电偶的分度号必须与所采用温度测控仪表所要求的热电偶一致； 2、安装热电偶的位置应尽可能离开强电磁场，避开大功率电源线，以免测温仪表引入附加千扰号； 3、合理选择热电偶外套管的材质、外径大小，确保有足够的强度，并且要适应被测环境气氛。外套管表面应保持清洁，表面污渍会使热阻增加，测量温度将低于实际温度； 4、热电偶不能长时间在 允许温度下工作，否则将造成热电偶材质变化，导致测量误差增大。在测量低温时，为减小热电偶的热惰性，可采用碰底型或露头型热电偶； 5、应经常检查电极和外套管是否完好，如果发现局部直径变细或外套管表面腐蚀严重等现象，应停止使用，并更换新热电偶。热电偶损坏后，可将损坏的一端去掉，或者是把测量端与参考端对调，重新焊接，经过校验后还可继续使用。 zyclxmzsw
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