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介紹
溫度測量是測量領(lǐng)域*重要的功能之一,頻繁應(yīng)用于氣象觀測,環(huán)境研究,實(shí)驗(yàn)室以及其他各種生產(chǎn)過程。在特定條件下的產(chǎn)品制造與工業(yè)質(zhì)量保持穩(wěn)定方面,溫度測量是基礎(chǔ)且十分重要。因此,本文將描述工業(yè)領(lǐng)域溫度測量中廣泛使用的溫度傳感器的熱電偶和電阻溫度傳感器(RTD)的測量原理。
1. 什么是熱電偶?
熱電偶是溫度傳感器,其工作原理是: 當(dāng)熱電偶的兩個末端處于不同溫度時,兩種異金屬(構(gòu)成一個閉合電路)的接點(diǎn)就產(chǎn)生一個可測量電壓(電動勢)。
由于熱電偶結(jié)構(gòu)簡單且可靠性較高,作為工業(yè)溫度傳感器廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域。此外,將測量儀表(記錄器等)連接到電路的一端時,可以測量勢差(電磁勢)。
各種類型的熱電偶用于測量不同的溫度范圍。JIS,IEC及其他標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了一些特性優(yōu)異的常用熱電偶。下表總結(jié)了典型的熱電偶類型(通常用符號表示)及其特征(優(yōu)缺點(diǎn))。
類型 | 優(yōu)點(diǎn) | 缺點(diǎn) |
B | 1. 適用于1000℃或以上的高溫測量。 2. 室溫下具有非常低的導(dǎo)熱性,無需補(bǔ)償導(dǎo)線。 3. 的耐酸性和耐化學(xué)性。 | 1. 中低溫范圍內(nèi)導(dǎo)熱性低,600℃或600℃以下時無法進(jìn)行測量。 2. 低靈敏度。 3. 低溫差電動勢線性。 4. 價格昂貴。 |
R/S | 1. 高**性和低變更、低退化性。 2. 的耐酸性和耐化學(xué)性。 3. 可作為標(biāo)準(zhǔn)使用。 | 1. 低靈敏度。 2. 易受還原氣氛影響(尤其是氫氣或金屬蒸氣)。 3. 導(dǎo)致重大的補(bǔ)償導(dǎo)線錯誤。 4. 價格昂貴。 |
N | 1. 具有的溫差電動勢線性。 2. 在1200℃或1200℃以下具有的耐酸性。 3. 不受短程排序影響。 | 1. 不適于還原氣氛。 2. 與貴金屬熱電偶相比,易遭受大的長期的改變。 |
K | 1. 具有的溫差電動勢線性。 2. 在1000℃或1000℃以下具有的耐酸性。 3. 在金屬熱電偶中具有的穩(wěn)定性。 | 1. 不適于還原氣氛。 2. 與貴金屬熱電偶相比,易遭受大的長期的改變。 3. 易受短程排序?qū)е碌腻e誤影響。 |
E | 1. 是當(dāng)前*靈敏的熱電偶。 2. 具備比J類型更好的耐熱性。 3. 兩個支架都是無磁的。 | 1. 不適于還原氣氛。 2. 有輕微磁滯現(xiàn)象。 |
J | 1. 可用于還原氣氛。 2. 導(dǎo)熱性高出K類型約20%。 | 1. 正極(“+”)鐵支架易生銹。 2. 特性不穩(wěn)定。 |
T | 1. 具有的溫差電動勢線性。 2. 在低溫下仍有很好的特性。 3. 質(zhì)量變化小。 4. 可用于還原氣氛。 | 1. 低使用限制。 2. 正極(“+”)銅支架易氧化。 3. 導(dǎo)致重大的熱傳導(dǎo)錯誤。 |
2. 什么是電阻溫度傳感器?
阻溫度傳感器(RTD)是溫度傳感器,其工作原理是金屬電阻系數(shù)與其溫度同比例增加。鉑RTD使用鉑(Pt)作為電阻溫度傳感元件,鉑具有優(yōu)良的溫度特性、線性以及穩(wěn)定性。
在各種溫度傳感器中,具有高**性的鉑RTD得到廣泛應(yīng)用。特別是Pt100(0℃時電阻值為100 ohm)更是在深受歡迎。鎳和銅也被用于RTD,熱敏電阻被用作電阻器。
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