熱電阻和熱電偶的測量原理及區(qū)別 熱電偶是工業(yè)上常用的溫度檢測元件之一。其優(yōu)點是： ①構(gòu)造簡單，使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開頭的限制，外有保護套管，用起來非常方便。 ②測量范圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可邊續(xù)測量，某些特殊熱電偶低可測到-269℃（如金鐵鎳鉻），可達+2800℃（如鎢-錸）。 ③測量精度高。因熱電偶直接與被測對象接觸，不受中間介質(zhì)的影響。 1．熱電偶測溫基本原理 將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來，構(gòu)成一個閉合回路。當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個執(zhí)著點1和2之間存在溫差時，兩者之間便產(chǎn)生電動勢因而在回路中形成一個大小的電流這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來工作的。 2．熱電偶冷端的溫度補償 由于熱電偶的材料一般都比較貴重（特別是采用貴 金屬時），而紅外測溫儀到儀表的距離都很遠，為了節(jié)省熱電偶材料，降低成本，通常采用補償導(dǎo)線把熱電偶的冷 端（自由端）延伸到溫度比較穩(wěn)定的控制室內(nèi)，連接到儀表端子上。必須指出，熱電偶補償導(dǎo)線的作用只起延伸熱電極，使熱電偶的冷端移動到控制室的儀表端子上，它本身并不能冷端溫度變化對測溫的影響，不起補償作用。因此，還需采用其他修正方法來補償冷端溫度t0≠0℃時對測溫的影響。 在使用熱電偶補償導(dǎo)線時必須注意型號相配，極性不能接錯，補償導(dǎo)線與熱電偶連接端的溫度不能超過100℃。3．熱電偶的種類及結(jié)構(gòu)形成 （1）熱電偶的種類 常用熱電偶可分為標準熱電偶和非標準熱電偶兩大類。所調(diào)用標準熱電偶是指標準規(guī)定了其熱電勢與溫度的關(guān)系、允許誤差、并有統(tǒng)一的標準分度表的熱電偶，它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標準化熱電偶在使用范圍或數(shù)量級上均不及標準化熱電偶，一般也沒有統(tǒng)一的分度表，主要用于某些特殊場合的測量。標準化熱電偶 我國從1988年1月1日起，熱電偶和熱電阻全部按IEC國際標準生產(chǎn)，并指定S、B、E、K、R、J、T七種標準化熱電偶為我國統(tǒng)一設(shè)計型熱電偶。 （2）熱電偶的結(jié)構(gòu)形式 為了保證熱電偶可靠、穩(wěn)定地工作，對它的結(jié)構(gòu)要求如下： ① 組成熱電偶的兩個熱電極的焊接必須牢固； ② 兩個熱電極彼此之間應(yīng)很好地絕緣，以防短路； ③ 補償導(dǎo)線與熱電偶自由端的連接要方便可靠； ④ 保護套管應(yīng)能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離。 溫度測量儀表的分類 溫度測量儀表按測溫方式可分為接觸式和非接觸式兩大類。通常來說接觸式測溫儀器儀表測溫儀表比較簡單、可靠，測量精度較高；但因測溫元件與被測介質(zhì)需要進行充分的熱交金剛，幫需要一定的時間才能達到熱平衡，所以存在測溫的延遲現(xiàn)象，同時受耐高溫材料的限制，不能應(yīng)用于很高的溫度測量。非接觸式儀表測溫是通過熱輻射原理來測量溫度的，測溫元件不需與被測介質(zhì)接觸，測溫范圍廣，不受測溫上限的限制，也不會破壞被測物體的溫度場，反應(yīng)速度一般也比較快；但受到物體的發(fā)射率、測量距離、煙塵和水氣等外界因素的影響，其測量誤差較大。 熱電阻的應(yīng)用原理 熱電阻是中低溫區(qū)常用的一種溫度檢測器。它的主要特點是測量精度高，性能穩(wěn)定。其中鉑熱電阻的測量度是的，它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測溫，而且被制成標準的基準儀。 1．熱電阻測溫原理及材料 熱電阻測溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的。熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應(yīng)用多的是鉑和銅，此外，現(xiàn)在已開始采用甸、鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。 2．熱電阻的結(jié)構(gòu) （1）精通型熱電阻 從熱電阻的測溫原理可知，被測溫度的變化是直接通過熱電阻阻值的變化來測量的，因此，熱電阻體的引出線等各種導(dǎo)線電阻的變化會給溫度測量帶來影響。為引線電阻的影響同般采用三線制或四線制， （2）隔爆型熱電阻 隔爆型熱電阻通過特殊結(jié)構(gòu)的接線盒，把其外殼內(nèi)部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影響而發(fā)生的爆炸局限在接線盒內(nèi)，生產(chǎn)現(xiàn)場不會引超爆炸。隔爆型熱電阻可用于Bla~B3c級區(qū)內(nèi)具有爆炸危險場所的溫度測量。 （3）端面熱電阻 端面熱電阻感溫元件由特殊處理的電阻絲材繞制，緊貼在溫度計端面，其結(jié)構(gòu)如圖2-1-8所示。它與一般軸向熱電阻相比，能更正確和快速地反映被測端面的實際溫度，適用于測量軸瓦和其他機件的端面溫度。 （4）鎧裝熱電阻 鎧裝熱電阻是由感溫元件（電阻體）、引線、絕緣材料、不銹鋼套管組合而成的堅實體它的外徑一般為φ2~φ8mm，小可達φmm。 與普通型熱電阻相比，它有下列優(yōu)點：①體積小，內(nèi)部無空氣隙，熱慣性上，測量滯后小；②機械性能好、耐振，抗沖擊；③能彎曲，便于安裝④使用壽命長。 3．熱電阻測溫系統(tǒng)的組成 熱電阻的測溫系統(tǒng)一般由熱電阻、連接導(dǎo)線和顯示儀表等組成。必須注意以下兩點： ①熱電阻和顯示儀表的分度號必須一致 ②為了連接導(dǎo)線電阻變化的影響，必須采用三線制接法 （2）端面熱電阻 端面熱電阻感溫元件由特殊處理的電阻絲材繞制，緊貼在溫度計端面，它與一般軸向熱電阻相比，能更正確和快速地反映被測端面的實際溫度，適用于測量軸瓦和其他機件的端面溫度。 （3）鎧裝熱電阻 鎧裝熱電阻是由感溫元件（電阻體）、引線、絕緣材料、不銹鋼套管組合而成的堅實體，它的外徑一般為φ2~φ8mm，小可達φmm。 與普通型熱電阻相比，它有下列優(yōu)點：①體積小，內(nèi)部無空氣隙，熱慣性上，測量滯后??；②機械性能好、耐振，抗沖擊；③能彎曲，便于安裝④使用壽命長。 （4）隔爆型熱電阻 隔爆型熱電阻通過特殊結(jié)構(gòu)的接線盒，把其外殼內(nèi)部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影電阻體的斷路修理必然要改變電阻絲的長短而影響電阻值，為此更換新的電阻體為好，若采用焊接修理，焊后要校驗合格后才能使用 　　更多關(guān)于 數(shù)據(jù)庫列表|88|名稱] 的技術(shù)文章請訪問： 　　如想進一步進行了解，敬請聯(lián)系我們。郵箱：njtz88#163.com （發(fā)郵件時請將“#”改換成“@”）

　　熱電阻的測溫原理是基于導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化這一特性來測量溫度及與溫度有關(guān)的參數(shù)。熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應(yīng)用多的是鉑和銅，現(xiàn)在已開始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。熱電阻通常需要把電阻信號通過引線傳遞到計算機控制裝置或者其它二次儀表上。 　　熱電阻是電阻值隨溫度變化的溫度檢測元件。它是利用物體（常見的是特定的金屬或半導(dǎo)體材料）的導(dǎo)電率隨溫度變化而變化的原理制成。它的阻值跟溫度的變化成正比，隨著溫度上升而成勻速增長。 　　使用熱電阻測溫的過程實際上是一個測量置于測量點上的熱電阻的阻值的過程。 　　電阻是基本電參數(shù)之一，其阻值 R 可按伏安特性定義，即 R＝U／Ｉ，其中U 為電阻兩端的電壓，I 為流過電阻的電流或者按功率 P 來定義，即 R＝P／（Ｉ＾２）。。 　　可見測量熱電阻必須在熱電阻兩端連接導(dǎo)線，而導(dǎo)線的阻值以及阻值隨溫度變化的特性以及引入的其它干擾，必然會影響測量結(jié)果。而要這種影響，就必須知道引線的狀況，在對熱電阻進行測量的同時，從引線的兩端對引線進行監(jiān)測。在兩根引線參數(shù)一致的前提下，要知道其中一根的狀況，至少需要增加一根導(dǎo)線，用來將測量引線中的一根的現(xiàn)場端連接到儀表端。這就是熱電阻的三線制連接的由來。 　　熱電阻測量儀表（溫度指示儀、溫度變送器等）比較常見的是采用電橋作為前置電路，在采用三線制的條件下，能夠有效的現(xiàn)場到控制室之間數(shù)十到數(shù)千米導(dǎo)線對的測量造成的影響。 　　為了說明其工作原理，下面從電橋平衡原理說起。 　　C端加上電壓Ue時，B、D端的電壓： 　　Uo=Ue×［R2／（R1+R2）］－Ue×［R3／（R3+R4）］ 　　當(dāng)電橋平衡，即Uo=0時，有： 　　Ue×［R2／（R1+R2）］＝Ue×［R3／（R3+R4）］ 　　整理后有： 　　R1×R3＝R2×R４ 或 R1／R2＝R4／R3 　　由這個公式可以看出電橋平衡時： 　　供電電壓Ue波動時，輸出電壓Uo不變； 　　橋路的四個橋臂電阻R1、R2、R3、R4按相同比例變化時，輸出電壓 　　Uo不變； 　　C端加上電壓Ue時，B、D端的電壓： 　　Uo=Ue×［R2／（R1+R2）］－Ue×［R3／（R3+R4）］ 　　當(dāng)電橋平衡，即Uo=0時，有： 　　Ue×［R2／（R1+R2）］＝Ue×［R3／（R3+R4）］ 　　整理后有： 　　R1×R3＝R2×R４ 或 R1／R2＝R4／R3 　　由這個公式可以看出電橋平衡時： 　　供電電壓Ue波動時，輸出電壓Uo不變； 　　橋路的四個橋臂電阻R1、R2、R3、R4按相同比例變化時，輸出電壓 　　Uo不變； 　　當(dāng)Ra’、Rb’按相同比例發(fā)生變化時，對橋路輸出Uo沒有影響。Rc變化會影響橋路供電電壓，但對輸出Uo沒有影響。橋路輸出Uo僅和被測熱電阻R△有關(guān)。 　　在實際測量電路中，電橋并不一定設(shè)計成平衡狀態(tài)，熱電阻從那個橋臂接入也沒有一定之規(guī)，但采用三線制接法，利用電橋的平衡能力連接導(dǎo)線影響的基本原理是相通的。 　　以電橋作為熱電阻測溫儀表的前置電路，可以將熱電阻的阻值直接轉(zhuǎn)換成 　　相應(yīng)的電壓，對后續(xù)電路沒有嚴格要求，同時可以有效克服接線電阻對測量的影響。通過對橋路參數(shù)的合理選擇，可以使儀表獲得良好的抗干擾能力，所以在熱電阻測溫儀表中廣泛采用。 　　其它三線制測量方法 　　近些年來，隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，出現(xiàn)了一些無需采用前置電橋而測量熱電阻阻值的儀表，一些儀表廠商還開發(fā)出了具有完整溫度變送器功能的集成模塊。雖然這些測量儀表方式多 　　改變的，就是如果要接線電路對測量的影響，就至少需要知道其中一根導(dǎo)線所產(chǎn)生的影響。也就是說除非可以忽略連接導(dǎo)線對測量的影響，否則至少需要三根連線。 　　圖四是一個集成溫度變送器前置部分的原理示意：當(dāng)恒流電流流經(jīng)線路電阻Ra、Rb和測溫電阻R△時將分別在這三個電阻上產(chǎn)生電壓。不難看出，當(dāng)三個導(dǎo)線電阻一致時，恒流電流流經(jīng)R△所產(chǎn)生的電壓，等于V2－V1。很顯然當(dāng)三個導(dǎo)線電阻發(fā)生等量變化時，這個關(guān)系依然成立。 　　三線制測量對導(dǎo)線的要求 　　從上面的原理分析可以看出，無論采用哪種方法，要導(dǎo)線Ra、Rb對于測量的影響，都有一個要求兩根導(dǎo)線的阻值以及在受環(huán)境影響發(fā)生的變化量都完全一致的要求。 　　同時對于導(dǎo)線Rc，雖然從理論上對測量不會發(fā)生影響，但那只是在理想狀態(tài)下的推導(dǎo)，實際工作中，仍然會對測量產(chǎn)生影響，而要這種影響，就必須對這根導(dǎo)線的狀態(tài)有所了解，簡單的做法，就是讓這根線和其它兩根線保持一致。 所以在采用三線制接線要求采用相同阻值和材質(zhì)的導(dǎo)線，簡單的方法就是：采用同規(guī)格同材質(zhì)的導(dǎo)線，例如使用三芯電纜；同時避免或減少中間接頭，因為接頭的質(zhì)量有可能對測量產(chǎn)生影響。