本文主要是關于鉑電阻和熱電偶的相關介紹,并著重對鉑電阻和熱電偶的區別及其識別方法進行了詳盡的闡述。
鉑電阻
鉑電阻,簡稱為:鉑熱電阻,它的阻值會隨著溫度的變化而改變。它有PT100和 PT1000等等系列產品,它適用于醫療、電機、工業、溫度計算、衛星、氣象、阻值計算等高精溫度設備,應用范圍非常之廣泛。
組成部分
常見的Pt100感溫元件有陶瓷元件,玻璃元件,云母元件,它們是由鉑絲分別繞在陶瓷骨架,玻璃骨架,云母骨架上再經過復雜的工藝加工而成。
薄膜
薄膜鉑電阻:用真空沉積的薄膜技術把鉑濺射在陶瓷基片上,膜厚在2微米以內,用玻璃燒結料把Ni(或Pd)引線固定,經激光調阻制成薄膜元件。
特性
導體的電阻值隨溫度變化而變化,通過測量其電阻值推算出被測物體的溫度,這就是電阻溫度傳感器的工作原理。Pt100傳感器是利用鉑電阻的阻值隨溫度變化而變化、并呈一定函數關系的特性來進行測溫,其溫度/阻值對應關系為:
(1) -200℃《t《0℃時,RPt100=100[1+At+B +Ct(t-100)] (2-1)
(2)0℃≤t≤850℃時,RPt100=100(1+At+B ) (2-2)
式中,A=3.90802× ;B=-5.80× ;C=-4.2735× 。
Pt100溫度傳感器的主要技術參數如下:測量范圍:-200℃~+850℃;允許偏差值△℃:A級±(0.15+0.002│t│),B級±(0.30+0.005│t│);熱響應時間《30s;最小置入深度:熱電阻的最小置入深度≥200mm;允通電流≤5mA。另外,Pt100溫度傳感器還具有抗振動、穩定性好、準確度高、耐高壓等優點。
熱電偶
熱電偶(thermocouple)是溫度測量儀表中常用的測溫元件,它直接測量溫度,并把溫度信號轉換成熱電動勢信號,通過電氣儀表(二次儀表)轉換成被測介質的溫度。各種熱電偶的外形常因需要而極不相同,但是它們的基本結構卻大致相同,通常由熱電極、絕緣套保護管和接線盒等主要部分組成,通常和顯示儀表、記錄儀表及電子調節器配套使用。
工作原理
當有兩種不同的導體或半導體A和B組成一個回路,其兩端相互連接時,只要兩結點處的溫度不同,一端溫度為T,稱為工作端或熱端,另一端溫度為T0 ,稱為自由端(也稱參考端)或冷端,回路中將產生一個電動勢,該電動勢的方向和大小與導體的材料及兩接點的溫度有關。這種現象稱為“熱電效應”,兩種導體組成的回路稱為“熱電偶”,這兩種導體稱為“熱電極”,產生的電動勢則稱為“熱電動勢” [1] 。
熱電動勢由兩部分電動勢組成,一部分是兩種導體的接觸電動勢,另一部分是單一導體的溫差電動勢。
熱電偶回路中熱電動勢的大小,只與組成熱電偶的導體材料和兩接點的溫度有關,而與熱電偶的形狀尺寸無關。當熱電偶兩電極材料固定后,熱電動勢便是兩接點溫度t和t0。的函數差 [1] 。即
這一關系式在實際測溫中得到了廣泛應用。因為冷端t0恒定,熱電偶產生的熱電動勢只隨熱端(測量端)溫度的變化而變化,即一定的熱電動勢對應著一定的溫度。我們只要用測量熱電動勢的方法就可達到測溫的目的 [1] 。
熱電偶測溫的基本原理是兩種不同成份的材質導體組成閉合回路,
當兩端存在溫度梯度時,回路中就會有電流通過,此時兩端之間就存在電動勢——熱電動勢,這就是所謂的塞貝克效應(Seebeck effect)。兩種不同成份的均質導體為熱電極,溫度較高的一端為工作端,溫度較低的一端為自由端,自由端通常處于某個恒定的溫度下。根據熱電動勢與溫度的函數關系,制成熱電偶分度表;分度表是自由端溫度在0℃時的條件下得到的,不同的熱電偶具有不同的分度表。
在熱電偶回路中接入第三種金屬材料時,只要該材料兩個接點的溫度相同,熱電偶所產生的熱電勢將保持不變,即不受第三種金屬接入回路中的影響。因此,在熱電偶測溫時,可接入測量儀表,測得熱電動勢后,即可知道被測介質的溫度。熱電偶測量溫度時要求其冷端(測量端為熱端,通過引線與測量電路連接的端稱為冷端)的溫度保持不變,其熱電勢大小才與測量溫度呈一定的比例關系。若測量時,冷端的(環境)溫度變化,將嚴重影響測量的準確性。在冷端采取一定措施補償由于冷端溫度變化造成的影響稱為熱電偶的冷端補償正常。與測量儀表連接用專用補償導線。
熱電偶冷端補償計算方法:
從毫伏到溫度:測量冷端溫度,換算為對應毫伏值,與熱電偶的毫伏值相加,換算出溫度;
從溫度到毫伏:測量出實際溫度與冷端溫度,分別換算為毫伏值,相減後得出毫伏值,即得溫度。
鉑電阻和熱電偶區別
一、信號的性質,熱電阻本身是電阻,溫度的變化,使電阻產生正的或者是負的阻值變化;而熱耦,是產生感應電壓的變化,他隨溫度的改變而改變。
二、兩種傳感器檢測的溫度范圍不一樣,熱阻一般檢測0-150度溫度范圍(當然可以檢測負溫度),熱耦可檢測0-1000度的溫度范圍(甚至更高)所以,前者是低溫檢測,后者是高溫檢測。
三、從材料上分,熱阻是一種金屬材料,具有溫度敏感變化的金屬材料,熱耦是雙金屬材料,既兩種不同的金屬,由于溫度的變化,在兩個不同金屬絲的兩端產生電勢差。
四、PLC對應的熱電阻和熱電偶的輸入模塊也是不一樣的,這句話是沒問題,但一般PLC都直接接入4~20ma信號,而熱電阻和熱電偶一般都帶有變送器才接入PLC。要是接入DCS的話就不必用變送器了!熱電阻是RTD信號,熱電歐是TC信號!
五、PLC也有熱電阻模塊和熱電偶模塊,可直接輸入電阻和電偶信號。
六、熱電偶有J、T、N、K、S等型號,有比電阻貴的,也有比電阻便宜的,但是算上補償導線,綜合造價熱電偶就高了。熱電阻是電阻信號,熱電偶是電壓信號。
七、熱電阻測溫原理是根據導體(或半導體)的電阻隨溫度變化的性質來測量的,測量范圍為負00~500度,常用的有鉑電阻(Pt100、Pt10)、銅電阻Cu50(負50-150度)。
熱電偶測溫原理是基于熱電效應來測量溫度的,常用的有鉑銠——鉑(分度號S,測量范圍0~1300度)、鎳鉻——鎳硅(分度號K,測量范圍0~900度)、鎳鉻——康銅(分度號E,測量范圍0~600度)、鉑銠30——鉑銠6(分度號B,測量范圍0~1600度)。
熱電偶是一種常見的溫度檢測傳感器,用于感測溫度工作原理是溫度變化其兩端電位大小不同;熱電阻也可以稱是一種熱敏傳感器,但其是隨溫度變化電阻發生變化。就這樣簡單了。
鉑電阻和熱電偶的識別
1、看標牌
標牌上標的有熱偶、熱阻等信息。
2、看接線盒接線
熱偶一般為兩根線,雙支的四根線;熱阻一般為三根線,雙支的六根線。
單支熱阻有四根線的,也有少數兩根線的。
3、看接線板
在接線板上查看,有正負(補償導線也有正負)的是熱偶,沒有正負的是熱阻。
4、看內芯
熱電偶是2根不同材料的金屬絲,尾端焊接在一起;熱阻是2根相同材料的導線,尾端連接在一個感溫元件上。所以,從外觀上看,熱電阻的頭部有一個直徑明顯變大的部分,而熱電偶就沒有。
5、量電阻使用萬用表的電阻檔測量;正常情況下熱電偶的電阻很小,只有幾歐;熱電阻的電阻體在常溫下100多歐。
結語
關于鉑電阻和熱電偶的相關介紹就到這了,希望通過本文能讓你對鉑電阻和熱電偶有更全面的認識。
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