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热电偶温度传感器、热电阻温度传感器工作原理及特点

--热电偶温度传感器、热电阻温度传感器工作原理及特点

供稿:天津森思特科技有限公司 2010/5/7 9:47:00

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  • 关键词: 热电偶 热电阻
  • 摘要:将两种不同的金属导体焊接在一起,构成闭合回路,如在焊接端(即测量端)加热产生温差,则在回路中就会产生热电动势,此种现象称为塞贝克效应(Seebeck-effect)。

1.热电偶、热电阻工作原理及特点

热电偶工作原理

        将两种不同的金属导体焊接在一起,构成闭合回路,如在焊接端(即测量端)加热产生温差,则在回路中就会产生热电动势,此种现象称为塞贝克效应(Seebeck-effect)。如将另一端(即参考端)温度保持一定(一般为0℃),那么回路的热电动势则变成测量端温度的单值函数。这种以测量热电动势的方法来测量温度的元件,即两种成对的金属导体,称为热电偶。


         热电偶产生的热电动势,其大小仅与热电极材料及两端温差有关,与热电极长度、直径无关。
    

□ 热电阻工作原理

        工业用热电阻分铂热电阻和铜热电阻两大类。
 

        热电阻是利用物质在温度变化时自身电阻也随着发生变化的特性来测量温度的。热电阻的受热部份(感温元件)是用细金属丝均匀地双绕在绝缘材料制成的骨架上。当被测介质中有温度发生变化时,所测得的温度是感温元件所在范围内介质中的平均温度。

□ 热电偶、热电阻特点

热电偶

热电阻

热电偶同其它种温度计相比具有如下特点:
a、优点
·热电偶可将温度量转换成电量进行检测,对于温度的测量、控制,以及对温度信号的放大、变换等都很方便,
·结构简单,制造容易,
·价格便宜,
·惰性小,
·准确度高,
·测温范围广,
·能适应各种测量对象的要求(特定部位或狭小场所),如点温和面温的测量,
·适于远距离测量和控制。
b、缺点
·测量准确度难以超过0.2℃,
·必须有参考端,并且温度要保持恒定。
·在高温或长期使用时,因受被测介质影响或气氛腐蚀作用(如氧化、还原)等而发生劣化。

热电阻同其它种温度计相比具有如下特点:
a、优点
·准确度高。在所有常用温度计中,准确度最高,可达1mk。
·输出信号大,灵敏度高。如在0℃用Pt100铂热电阻测温,当温度变化1℃时,其电阻值约变化0.4Ω,如果通过电流为2mA,则其电压输出量变化为800μV。在相同条件下,即使灵敏度比较高的K型热电偶,其热电动势变化也只有40μV左右。由此可见,热电阻的灵敏度较热电偶高一个数量级。
·测温范围广,稳定性好。在振动小而适宜的环境下,可在很长时间内保持0.1℃以下的稳定性。
·无需参考点。温度值可由测得的电阻值直接求出。
·输出线性好。只用简单的辅助回路就能得到线性输出,显示仪表可均匀刻度。
b、缺点
·采用细金属丝的热电阻元件抗机械冲击与振动性能差。
·元件结构复杂,制造困难大,尺寸较大,因此,热响应时间长。·不适宜测量体积狭小和温度瞬变区域。

热电偶、热电阻通用要求

□ 温度测量范围和允许误差

热电偶名称

型号

分度号

允差等级

测量范围(℃)

允 差

(参考端为0℃)

铂铑30-铂铑6

WRB
(WRR)

B

2级

600~1700

±0.0025∣t∣

3级

600~800

±4℃

800~1700

±0.005∣t∣

铂铑10-铂

WRS
(WRP)

S

2级

0~600

±1.5℃

600~1600

±0.0025∣t∣

铂铑13-铂

WRR
(WRQ)

R

2级

0~600

±1.5℃

600~160

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