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1、热电偶、热电阻工作原理及特点文章摘要：热电阻与热电偶的选择最大的区别就是温度范围的选择，热电阻是测量低温的温度传感器，一般测量温度在-200800 C,而热电偶是测量中高温的温度传感器，一般测量温度在 4001800 C,在选择时如果测量温度在200C左右就 应该选择热电阻测量，如果测量温度在600C就应该选择K型热电偶，如果测量温度在12001600 C就应该选择S型或者B 型热电偶。1. 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）
2、温度保持一定（一般为0C），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。2. 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。3. 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
3、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0.2C，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0C用Pt100铂热电阻测温，当 温度变化1C时，其电阻值约变化0.4Q
4、，如果通过电流为2mA， 则其电压输出量变化为800pV。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40pV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 C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4.温度测量范围和允许误差热电偶名称型号
5、分度号允差等级测量范围（C）允差（参考端为0C）铂铑30-铂铑6WRB (WRR)B2级60017000.0025 I t |3级6008004C80017000.005 I t I铂铑10-铂WRS (WRP)S2级0 6001.5 C60016000.0025 I t I铂铑13-铂WRR (WRQ)R2级0 6001.5 C60016000.0025 I t I镍铬-镍硅WRK (WRN)K2级-40 3332.5C33312000.0075 I t I镍铬-铜镍WREE2级-40 3332.5C3339000.0075 I t I铜-铜镍WRTT2级-40 1331C(WRC)1333
6、500.0075 I t |铁-铜镍WRJ (WRF)J2级-40+3332.5C3337500.0075 I t I镍铭硅-镍硅镁WRN (WRM)N2级-40 3332.5C33312000.0075 I t I钨铢3-钨铢25WRW3WRe3- WRe25(W3、D)20020001.0% I t I钨铢5-钨铢26WRW5WRe5- WRe25(W5、C)20020001.0% I t I铂热电阻WZPPt100A-200420(0.15+0.002 I t I )B(0.30+0.005 I t I )铜热电阻WZCCu50-50 150(0.30+0.006 I t I )注：“t
7、”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/T16839.21999JB/T 9497-2002 （钨铢热电偶）；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。5. 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变化的50%所需要的时间，称为热响应时间。用t0.5表示。6. 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
8、种类有关。7. 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1015倍；对金属及合金保护管，应大于保护管直径的1520倍。8. 热电阻最小置入深度lmin = ln+15DImin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50050V，测量常温绝缘电阻的大气条件为：温度1535C，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100MWm。即：RrL 2l00MWmL 1m式中：Rr热电偶的
9、常温绝缘电阻值，MWL 热电偶的长度，mb. 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 (C)试验温度t (C)电阻值MQ100tm300t= tm10300tm500t= tm2500tm850t= tm0.5850tm1000t= tm0.081000tm1300t= 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-m1.550510001.5500501000热电阻绝缘电阻常温绝缘电阻的试验电压可取直流10100V任意值，环境温度在1535C范围内，相对
10、湿度应不大于80%RH。常温绝缘电阻值应不小于100 MWo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0.30Co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-WRe26 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-康铜镍铭硅-镍硅镁分度号S、RBKEJTN稳定性0.5 1400C/200h 1084.62C变化 12pV （约 1C）0.5 1600C/200h 1600 C变化 47pV （约 4C）0.3/
11、800C 0.5/900C0.8 1.0 /1000C1.2 1.6 /1100C 02.0 2.5 /1200C 03.2/1200C 200h 变化 0.75%t00.3 0.5 /450C 00.8 1.0 1.2 /550C 01.6 2.0 /650C 02.5/750C 03.2/850C 200h 变化 0.75%t00.3 0.5 /400C 00.8 1.0 1.2 /500C 01.6 2.0 /600C 02.5 3.2 /750C 200h 变化 0.75%t00.2/200 C00.3 0.5/250C01.0/300 C01.6/400 C200h变化0.4%t00
12、.3/800C 00.5/900C 00.8 1.0 /1000C 01.2 1.6 /1100C 02.0 2.5 /1200C 03.2/1300C 250h 变化 0.75%t允差I01100C1C1100 1600C1+0.003（t-1100） C-40 375C1.5 C3751000C0.4%t-40 375C 1.5C 375800C 0.4%t-40 375C 1.5C 375750C 0.4%t-40 125 C 0.5C 125250C 0.4%t允差II0 600C 1.5 C 6001600C 0.25%t600 1700C0.25%t-40 333C 2.5C 33
13、31200C 0.75%t-40 333C 2.5C 333900C 0.75%t-40 333C 2.5C 333750C 0.75%t-40 133 C 1C 133350C 0.75%tm600800C 4C800 1700C 0.5%t-167 40 C 2.5C -200 -167C 1.5%t-6740C1C-200-67C1.5%t-167 40C 2.5C -200-167C 1.5%t最高使用温度C(长期一短期)0.5 130016000.5 160018000.3 7008000.5 8009000.8 1.0 90010001.2 1.6 1000110002.0 2.5 1100120003.2 1200130000.335045000.8 1.0 1.245055001.6 2.055065002.565075003.275090000.3 0.530040000.8 1.0 1.240050001.6 2.050060002.5 3.260075000.215020000.3 0.520025001.025030001.635040000.370
