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熱電偶與熱電阻均屬于溫度測量中的接觸式測溫,盡管其作用相同,都是測量物體的溫度,但是他們的原理與特點(diǎn)卻不盡相同.
首先,介紹一下熱電偶。熱電偶是溫度測量中應(yīng)用zui廣泛的溫度器件,他的主要特點(diǎn)就是測溫范圍寬,性能比較穩(wěn)定,同時(shí)結(jié)構(gòu)簡單,動態(tài)響應(yīng)好,更能夠遠(yuǎn)傳4-20mA電信號,便于自動控制和集中控制。熱電偶的測溫原理是基于熱電效應(yīng)。將兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體連接成閉合回路,當(dāng)兩個(gè)接點(diǎn)處的溫度不同時(shí),回路中將產(chǎn)生熱電勢,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng),又稱為塞貝克效應(yīng)。閉合回路中產(chǎn)生的熱電勢有兩種電勢組成：溫差電勢和接觸電勢。溫差電勢是指同一導(dǎo)體的兩端因溫度不同而產(chǎn)生的電勢,不同的導(dǎo)體具有不同的電子密度,所以他們產(chǎn)生的電勢也不相同；而接觸電勢顧名思義就是指兩種不同的導(dǎo)體相接觸時(shí),因?yàn)樗麄兊碾娮用芏炔煌?，所以產(chǎn)生一定的電子擴(kuò)散,當(dāng)他們達(dá)到一定的平衡后所形成的電勢。接觸電勢的大小取決于兩種不同導(dǎo)體的材料性質(zhì)以及他們接觸點(diǎn)的溫度。目前上應(yīng)用的熱電偶具有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,上規(guī)定熱電偶分為八個(gè)不同的分度,分別為B、R、S、K、N、E、J和T,其測量溫度的zui低可測零下270攝氏度,zui高可達(dá)1800攝氏度,其中B、R、S屬于鉑系列的熱電偶,由于鉑屬于貴重金屬,所以他們又被稱為貴金屬熱電偶。而剩下的幾個(gè)則稱為廉價(jià)金屬熱電偶。
熱電偶的結(jié)構(gòu)有兩種,普通型和鎧裝型。普通性熱電偶一般由熱電極,絕緣管,保護(hù)套管和接線盒等部分組成,而鎧裝型熱電偶則是將熱電偶絲,絕緣材料和金屬保護(hù)套管三者組合裝配后,經(jīng)過拉伸加工而成的一種堅(jiān)實(shí)的組合體。但是熱電偶的電信號卻需要一種特殊的導(dǎo)線來進(jìn)行傳遞,這種導(dǎo)線我們稱為補(bǔ)償導(dǎo)線。不同的熱電偶需要不同的補(bǔ)償導(dǎo)線,其主要作用就是與熱電偶連接,使熱電偶的參比端遠(yuǎn)離電源,從而使參比端溫度穩(wěn)定。補(bǔ)償導(dǎo)線又分為補(bǔ)償型和延長型兩種,延長導(dǎo)線的化學(xué)成分與被補(bǔ)償?shù)臒犭娕枷嗤?但是實(shí)際中,延長型的導(dǎo)線也并不是用和熱電偶相同材質(zhì)的金屬,一般采用和熱電偶具有相同電子密度的導(dǎo)線代替。補(bǔ)償導(dǎo)線的與熱電偶的連線一般都是很明了,熱電偶的正極連接補(bǔ)償導(dǎo)線的紅色線,而負(fù)極則連接剩下的顏色。一般的補(bǔ)償導(dǎo)線的材質(zhì)大部分都采用銅鎳合金。
其次我們介紹一下熱電阻,熱電阻雖然在工業(yè)中應(yīng)用也比較廣泛,但是由于他的測溫范圍使他的應(yīng)用受到了一定的限制,熱電阻的測溫原理是基于導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨著溫度的變化而變化的特性。其優(yōu)點(diǎn)也很多,也可以遠(yuǎn)傳電信號,靈敏度高,穩(wěn)定性強(qiáng),互換性以及準(zhǔn)確性都比較好,但是需要電源激勵(lì),不能夠瞬時(shí)測量溫度的變化。工業(yè)用熱電阻一般采用Pt100,Pt10,Cu50,Cu100,鉑熱電阻的測溫的范圍一般為零下200-800攝氏度,銅熱電阻為零下40到140攝氏度。熱電阻和熱電偶一樣的區(qū)分類型,但是他卻不需要補(bǔ)償導(dǎo)線,而且比熱電偶便宜。
