在工业测温设备中,我们常常遇到热电阻和热电偶。很多人会以为它们是一种东西的两种叫法。其实它们是两种截然不同的东西。
它们都接到测温仪表上,但它们的测温原理以及测温范围是不同的。先说一下热电阻,热电阻一般用于低温的测量,其原理是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻多数纯金属材料制成,目前应用*多的是铂和铜了,此外,现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。工业用热电阻一般采用Pt100,Pt10,Cu50,Cu100,PT1000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。
热电偶一般用于中高温的测量,热电偶工作原理是基于赛贝克(seeback)效应,即两种不同成分的导体两端连接成回路,如两连接端温度不同,则在回路内产生热电流的物理现象。热电偶的测量范围广,常用的有铂铑——铂(分度号S,测量范围0~1300度)、镍铬——镍硅(分度号K,测量范围0~900度)、镍铬——康铜(分度号E,测量范围0~600度)、铂铑30——铂铑6(分度号B,测量范围0~1600度)。由于采用贵重金属制成,所以热电偶比热电阻价格要高。
通常热电偶只有两根引出线,如果有三根引出线就是热电阻了。如果只有两根引出线时,可以用数字万用表测量电阻值来判断,由于热电偶的电阻值很小,热电阻几乎为零;如果测量时电阻值很小,可能就是热电偶。
热电阻在室温状态下,其*小电阻值也将大于10。还可找个容易得到的热源,通过加热测温元件来判断和识别。如可接杯热水,将测温元件的测量端放入热水中,用数字万用表的直流毫伏挡,测量它有没有热电势,有热电势的就是热电偶根据热电势查找热电偶分度表,就可以判断是什么分度号的热电偶了。没有热电势时,则测量其电阻值有没有变化,如果有电阻值上升变化趋势的就是热电阻。还可使用电烙铁或电烘箱加热测温元件的测量端来判断识别。
如果防腐热电阻显示仪表的显示值比实际值低或示值不稳的话,那么可能是保护管内有脏污,因此主要除去脏污便可。
但如果指示出现负值的话,那么可能是热电阻接线错误或热电阻短路,所以只要改正接线、处理好短路处就可以继续使用。
热电阻在使用中,除了短路和断路的问题之外,还有以下几种常见故障:
1、故障现象:显示热电阻的指示值比实际值低或示值不稳;
可能原因:保护管内有金属屑、灰尘、接线柱间脏污及热电阻短路;
处理方法:除去金属屑,清扫灰尘、水滴等,找到短路点加强绝缘。
2、故障现象:热电阻的表指示无穷大;
可能原因:热电阻或引出线短路或接线端子松开等;
处理方法:更换电阻体或焊接及拧紧接线螺丝等。
3、故障现象:显示仪表指示负值;
可能原因:显示仪表与热电阻接线有错或热电阻有短路现象;
处理方法:改正接线,或找出短路处,加强绝缘。
4、故障现象:热电阻值与温度关系有变化;
可能原因:热电阻丝材料腐蚀变质;
处理方法:更换热电阻。
一般情况下,电阻在应用过程中是比较顺利的,但有时也可能出现故障,而其中较为常见的就是断路和短路。
而断路,通常都是因为热电阻丝太细所导致的,下面我们来简单了解一下热电阻的短路与断路问题处理方法。
断路和短路一般很容易就可判断出,只需一块万用表便可。即用万用表的“×1Ω”档进行测量,如测得阻值小于R0,则可能是短路;若测量指示为无穷大,那么可判定断路。
其中短路较易处理,只要不影响电阻丝长短和粗细,找到短路处进行吹干,加强绝缘便可。
如果是断路的话,那么处理时必须要改变电阻丝的长短从而就会影响电阻值;
所以只有更换新的电阻体,但要采用焊接修理的话,焊接后要校验合格后才能使用。
测温热电阻的应用原理 热电阻是中低温区常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高,性能稳定。其中铂热是阻的测量精确度是最高的,它不仅广泛应用于工业测温,而且被制成标准的基准仪。
1.热电阻测温原理及材料
热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。
热电阻大都由纯金属材料制成,目前应用较多的是铂和铜,此外,现在已开始采用甸、镍、锰和铑等材料制造热电阻。
2.热电阻的结构
(1)精通型热电阻 工业常用热电阻感温元件(电阻体)的结构及特点见表2-1-11。从热电阻的测温原理可知,被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的,因此,热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。为消除引线电阻的影响同般采用三线制或四线制,有关具体内容参见本篇第三章第一节.
(2)铠装热电阻 铠装热电阻是由感温元件(电阻体)、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体,如图2-1-7所示,它的外径一般为φ2~φ8mm,最小可达φmm。
与普通型热电阻相比,它有下列优点:①体积小,内部无空气隙,热惯性上,测量滞后小;②机械性能好、耐振,抗冲击;③能弯曲,便于安装④使用寿命长。
(3)端面热电阻 端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制,紧贴在温度计端面,其结构如图2-1-8所示。它与一般轴向热电阻相比,能更正确和快速地反映被测端面的实际温度,适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。
(4)隔爆型热电阻 隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒,把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内,生产现场不会引超爆炸。隔爆型热电阻可用于Bla~B3c级区内具有爆炸危险场所的温度测量。
3.热电阻测温系统的组成
热电阻测温系统一般由热电阻、连接导线和显示仪表等组成。必须注意以下两点:
①热电阻和显示仪表的分度号必须一致
②为了消除连接导线电阻变化的影响,必须采用三线制接法。具体内容参见本篇第三章。
(2)铠装热电阻 铠装热电阻是由感温元件(电阻体)、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体,如图2-1-7所示,它的外径一般为φ2~φ8mm,最小可达φmm。
与普通型热电阻相比,它有下列优点:①体积小,内部无空气隙,热惯性上,测量滞后小;②机械性能好、耐振,抗冲击;③能弯曲,便于安装④使用寿命长。
(3)端面热电阻 端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制,紧贴在温度计端面,其结构如图2-1-8所示。它与一般轴向热电阻相比,能更正确和快速地反映被测端面的实际温度,适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。
(4)隔爆型热电阻 隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒,把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影
电阻体的断路修理必然要改变电阻丝的长短而影响电阻值,为此更换新的电阻体为好,若采用焊接修理,焊后要校验合格后才能使用。