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》由会员分享，可在线阅读，更多相关《热电偶温度传感器.热电阻温度传感器工作原理及 特点（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、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

2、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 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

3、 Pt100铂热电 阻测温 当温度变化1 时 其电阻值约变化0 4 如果通过电流为2mA 则其电压输出量变化为 800 V 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40 V 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 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 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

4、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 S2级 0 600 1 5 600 1600 0 0025 t 铂铑13 铂 WRR WR Q R2级 0 600 1 5 600

5、 1600 0 0025 t 镍铬 镍硅 WRK WR N K2级 40 333 2 5 333 1200 0 0075 t 镍铬 铜镍WREE2级 40 333 2 5 333 900 0 0075 t 铜 铜镍 WRT WRC T2级 40 133 1 133 350 0 0075 t 铁 铜镍 WRJ WRF J2级 40 333 2 5 333 750 0 0075 t 镍铬硅 镍硅WRNN2级 40 333 2 5 镁 WR M 333 1200 0 0075 t 钨铼3 钨铼 25 WRW 3 WRe3 WRe25 W3 D 200 2000 1 0 t 钨铼5 钨铼 26 WRW

6、 5 WRe5 WRe25 W5 C 200 2000 1 0 t 铂热电阻WZPPt100 A 200 420 0 15 0 002 t B 0 30 0 005 t 铜热电阻WZCCu50 50 150 0 30 0 006 t 注 t 为实际测量温度 除热电偶2级 热电阻 B 级允差外的其它产品 需协议定货 允差执行标准 热电偶 GB T16839 2 1999JB T 9497 2002 钨铼热电偶 铂热电阻 JB T8622 1997 铜热电阻 JB T8623 1997 分度号 D C 为美国 ASTM 标志 热响应时间 在温度出现阶跃变化时 热电偶或热电阻的输出变化至相当于该阶跃

7、变化的50 所需要 的时间 称为热响应时间 用 t0 5表示 公称压力 一般是指在工作温度下 保护管所能承受的静态外压而不破裂 实际上 容许工作压力 不仅与保护管材料 直径 壁厚有关 而且还与其结构 安装方法 置入深度以及被测介质的流 速和种类有关 置入深度 热电偶最小置入深度 对陶瓷保护管而言 应不小于保护管直径的10 15倍 对金属及合金保护管 应大于保护管直径的15 20倍 热电阻最小置入深度 lmin ln 15D lmin 最小可用置入深度 ln 感温元件长度 D 保护管外径 绝缘电阻 装配式热电偶绝缘电阻 常温绝缘电阻 常温绝缘电阻的试验电压为直流500 50V 测量常温绝缘电阻的

8、大气条件为 温度15 35 相对湿度45 RH 大气压力86 106kPa 热电偶在该条件下放置时间不小于2小时 a 对于长度超过1米的热电偶 它的常温绝缘电阻值与其长度的乘积应不小于100MW m 即 Rr L 100MW mL 1m 式中 Rr 热电偶的常温绝缘电阻值 MW L 热电偶的长度 m b 对于长度等于或不足1m 的热电偶 它的常温绝缘电阻值应不小于100MW 上限温度绝缘电阻 热电偶的上限温度绝缘电阻值应不小于下表规定 上限温度 tm 试验温度 t 电阻值 M 100 tm 300t tm10 300 tm 500t tm2 500 tm 850t tm0 5 850 tm 1

9、000t tm0 08 1000 tm 1300t tm0 02 tm 1300t 13000 02 铠装式热电偶的绝缘电阻 铠装偶直径 mm 试验电压 V dC 绝缘电阻 MW m 1 550 5 1000 1 5500 50 1000 热电阻绝缘电阻 常温绝缘电阻的试验电压可取直流10 100V 任意值 环境温度在15 35 范围内 相对湿 度应不大于80 RH 常温绝缘电阻值应不小于100 MW 自热影响 通过热电阻中的测量电流为5mA 时 测得的电阻增量换算成温度值应不大于0 30 热电偶材料热电偶材料按分度号分为 B R S N K E J T 及 WRe3 WRe25 WRe5 W

10、Re26 10个标准形式 尚有其它非标准丝材可供选择 标准化热电偶的主要性能 名称 铂铑10 铂 铂铑13 铂 铂铑30 铂铑6 镍铬 镍 硅 镍铬 康 铜 铁 康铜铜 康铜 镍铬硅 镍硅镁 分度号S RBKEJTN 稳定性 0 5 1400 20 0h 1084 62 变化 12 V 约 1 0 5 1600 2 00h 1600 变化 47 V 约 4 0 3 800 0 5 900 0 8 1 0 1000 1 2 1 6 1100 2 0 2 5 1200 3 2 120 0 200h 变化 0 75 t 0 3 0 5 450 0 8 1 0 1 2 550 1 6 2 0 650

11、2 5 75 0 3 2 85 0 200h 变化 0 75 t 0 3 0 5 400 0 8 1 0 1 2 500 1 6 2 0 600 2 5 3 2 750 200h 变化 0 75 t 0 2 200 0 3 0 5 250 1 0 300 1 6 400 200h 变化 0 4 t 0 3 800 0 5 900 0 8 1 0 1000 1 2 1 6 1100 2 0 2 5 1200 3 2 1300 250h 变化 0 75 t 允 差 0 1100 1 1100 1600 40 375 1 5 375 1000 40 375 1 5 375 800 40 375 1

12、5 375 750 40 125 0 5 125 250 允差 1 0 003 t 1100 0 4 t 0 4 t 0 4 t 0 4 t 0 600 1 5 600 1600 0 25 t 600 1700 0 25 t 40 333 2 5 333 1200 0 75 t 40 333 2 5 333 900 0 75 t 40 333 2 5 333 750 0 75 t 40 133 1 133 350 0 75 t 600 800 4 800 1700 0 5 t 167 40 2 5 200 167 1 5 t 67 40 1 200 67 1 5 t 167 40 2 5 20

13、0 167 1 5 t 最高使用温度 长期 短 期 0 5 1300 1600 0 5 1600 1800 0 3 700 800 0 5 800 900 0 8 1 0 900 1000 1 2 1 6 1000 1100 2 0 2 5 1100 1200 3 2 1200 1300 0 3 350 450 0 8 1 0 1 2 450 550 1 6 2 0 550 650 2 5 650 750 3 2 750 900 0 3 0 5 300 400 0 8 1 0 1 2 400 500 1 6 2 0 500 600 2 5 3 2 600 750 0 2 150 200 0 3

14、 0 5 200 250 1 0 250 300 1 6 350 400 0 3 700 800 0 5 800 900 0 8 1 0 900 1000 1 2 1 6 1000 1100 2 0 2 5 1100 1200 3 2 1200 1300 廉金属热电偶丝直径的标准形式 mm 分度号KNEJT 保护管 外径 1 6 20 1 6 20 1 6 20 1 6 2020 单支式 2 5 3 2 2 5 3 2 2 0 3 2 2 5 3 23 2 双支式 1 2 2 5 1 2 2 5 1 2 2 0 1 2 2 52 5 热电偶热电阻保护管 金属保护管材料及特性 种 类钢 号化学成

15、分 常用温 度 特 性 钛TB350 2Fe Ti250在低温下耐蚀 尤其耐海水腐蚀 黄铜C360159 63 Cu Zn400低温用 加工性能良好 镍铜合金NCu63 70 Ni Cu500 强度高 对碱 非氧化性酸及盐水等具有优异 的耐蚀性能 低碳钢STPG 0 25 0 3C 0 3 1 0Mn 余 Fe 600 抗氧化性能弱 应在非腐蚀性流体中使用 用 玻璃或树脂表面改性后 可提高耐蚀性能 高温压力 容器用锻 钢 SFVAF 22 2 25Cr 1Mo Fe C 0 15 600低碳合金钢 因添加 Mo Cr 高温下耐蚀性良好 奥氏体 不锈钢 SS30418Cr 8Ni Fe900应用

16、最广的不锈钢 SS316 18Cr 12Ni 2 5M o Fe 900 耐孔蚀材料 以海水为主的各种介质较304耐蚀 性能优越 SS310S25Cr 20Ni Fe1000 抗氧化性能优越 作为耐热钢使用 抗硫化物 欠佳 SS32118Cr 9Ni Ti Fe900添加 Ti 抗晶界腐蚀性能强 SS34718Cr 9Ni Nb Fe900添加 Nb 抗晶界腐蚀性能强 奥氏体 铁素体不 锈钢 SUS32 9J1 25Cr 4 5Ni 2Mo800 具有两相结构 耐酸耐孔蚀性能强 并且具有 高强度 铁素体 耐热钢 SUH44 6 25Cr 0 2N 0 2C1000 耐高温腐蚀性能强 至1082 下 不产生易剥 落的铁皮 耐硫腐蚀 耐热耐蚀 超合金 NCF60 0 15 5Cr 72Ni 7F e 1050 在高温氧化 还原性气氛下 耐蚀性能优越 耐渗碳及氮化性强 NCF80 0 20 5Cr 32Ni 44 5Fe Ti Al Cu 1000 抗渗碳及内氧化性强 具有稳定的奥氏体结构 耐蚀性良好 其高温强度 蠕变 断裂强度高 镍基耐热 15Cr 52Ni 16M1000可用于氧化 还原