在電力設備溫度監測控制和儀表溫度數據收集過程中,我們一般采用的溫度測量設備:熱阻和熱電偶。
一、熱阻和熱電偶的測量原理
1、熱電偶的測量原理
熱電偶的工作原理是基于貝克(seeback)的效果,即兩種不同成分的導體兩端連接成電路,如兩個連接端的溫度不同,電路內發生熱電流的物理現象。熱電偶由兩條不同的導線(熱電極)構成,其一端相互焊接,形成熱電偶的測量端(也稱為工作端)。插入待測溫的介質的熱電偶的另一端(參加端或自由端)與顯示器連接。如果熱電偶的測量端與參加端有溫差,則表示熱電偶產生的熱電動勢。
2、熱阻的測量原理
熱阻利用金屬導體或半導體有溫度變化時,本身的電阻也根據變化的特性測量溫度,熱阻的受熱部分(感溫部件)用細金屬絲均勻地繞過絕緣材料制成的骨架,或者用激光濺射技術在基片上形成。測量介質有溫度梯度時,測量的溫度是感溫元件范圍內介質層的平均溫度。
二、熱電偶與熱電阻的二次側測表性能對比
1、熱電偶測溫的基本原理是熱電效應。二次表是檢伏計,為了提高精度,使用電子電位差表等。
2、阻力是根據導體和半導體的阻力值根據溫度變化的特性工作的,二次表是不平衡的橋。
三,熱電偶和熱電阻的基本線制
1,由熱電偶測溫原理可知,只有在其冷端溫度恒定時,被測溫度才與熱電勢成單值函數關系。在實際使用中,就用一種熱電特性與相應熱電偶特性相似的廉價的連接導線(也稱為補償導線),使熱電偶冷端引伸到溫度相對恒定的地方(最好為0度),如用銅--康銅做補償導線來引申鎳鉻---鎳硅熱電阻。因此,從熱電偶到二次表的延長線是兩條。
2、熱阻與二次表之間用銅導線連接,為了減少環境變化引起的測量誤差,一般采用三線制連接法,其中兩條導線將熱阻連接到相鄰的兩條橋臂上,另一條導線引起電源。在實際應用中,熱阻一般采用三芯銅導線,用于去除導線電阻值的影響。熱電偶使用兩芯專用補償導線,用于消除熱電偶現場溫度的影響。
4、熱阻和熱電偶的基本選擇
1、根據測定范圍選擇:500℃以上一般選擇熱電偶,500℃以下一般選擇熱阻
2、根據測定精度選擇:精度要求高的選擇熱阻,精度要求低的選擇熱電偶
五、熱電阻和熱電偶的重點區別
熱電偶是測溫的傳感器,和熱電阻一樣是溫度傳感器。
1、信號的性質:熱電阻本身是電阻,溫度的變化是電阻正或負的電阻值的變化,熱電偶的測量過程是感應電壓的變化,他根據溫度的變化而變化。
2、兩種傳感器檢測的溫度范圍不同:熱阻一般檢測0-150度溫度范圍,最高檢測范圍可達600度左右(當然可以檢測負溫度)。熱電偶可以檢測0-1000度的溫度范圍(更高),前者是低溫檢測,后者是高溫檢測。
3、從材料上分:熱阻為金屬材料,具有溫度敏感變化的金屬材料,熱電偶為雙金屬材料,由于兩種不同的金屬溫度變化,在兩種不同的金屬絲的兩端產生電勢差。
4、PLC對應的熱電阻和熱電偶的輸入模塊也不同,這句話沒有問題,但一般的PLC直接輸入4~20ma信號,熱電阻和熱電偶通常帶有變送器輸入PLC。接入DCS就不用變送器了!熱阻為RTD信號,熱電偶為TC信號!
5、PLC也有熱阻模塊和熱電偶模塊,可直接輸入電阻和電偶信號。
6、熱電偶有j、t、n、k、s等型號,有的比電阻高,有的比電阻便宜,但加上補償導線,綜合成本熱電偶高。
6.測量信號類型不同
熱阻測量是電阻信號,熱電偶測量是電壓信號。
7.測溫原理不同
1、熱阻測溫原理根據導體(或半導體)的電阻根據溫度變化的性質測量,測量范圍為負00~500度,常用的是白金電阻(Pt100、Pt10)、銅電阻Cu50(負50-150度)。
2、熱電偶的測溫原理是根據熱電效果測定溫度的,常用的有白金銠-白金(分度數s,測定范圍0~1300度)、鎳鉻-鎳硅(分度數k、測定范圍0~900度)、鎳鉻-康銅(分度數e、測定范圍0~600度)、白金銠30-白金銠6(分度數b、測定范圍0~1600度)。
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