這是一個關(guān)于熱電偶與熱電阻的區(qū)別PPT課件，包括了熱電偶溫度計，熱電阻溫度計，雙金屬溫度計等內(nèi)容。溫度測量溫度測量 熱電偶溫度計熱電阻溫度計雙金屬溫度計熱電偶溫度計以熱電偶作為感溫元件，一般用于測量500℃以上的高溫，長期使用時其測溫上限可達1300℃，短期使用時可達1600℃，特殊材料制成的熱電偶可測量的溫度范圍為2000～3000℃。特點：熱電偶具有性能穩(wěn)定、測溫高、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、經(jīng)濟耐用、容易維護和體積小等優(yōu)點，還便于信號遠(yuǎn)傳和實現(xiàn)多點切換測量。應(yīng)用：電廠生產(chǎn)過程中的主蒸汽溫度、過熱器管壁溫度煙氣高溫等都是采用熱電偶來測量的。熱電偶是目前世界上科研和生產(chǎn)中應(yīng)用最普遍、最廣泛的溫度測量元件，歡迎點擊下載熱電偶與熱電阻的區(qū)別PPT課件哦。

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溫度測量溫度測量 熱電偶溫度計熱電阻溫度計雙金屬溫度計   熱電偶溫度計以熱電偶作為感溫元件，一般用于測量500℃以上的高溫，長期使用時其測溫上限可達1300℃，短期使用時可達1600℃，特殊材料制成的熱電偶可測量的溫度范圍為2000～3000℃。 特點：熱電偶具有性能穩(wěn)定、測溫高、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、經(jīng)濟耐用、容易維護和體積小等優(yōu)點，還便于信號遠(yuǎn)傳和實現(xiàn)多點切換測量。 應(yīng)用：電廠生產(chǎn)過程中的主蒸汽溫度、過熱器管壁溫度、煙氣高溫等都是采用熱電偶來測量的。熱電偶是目前世界上科研和生產(chǎn)中應(yīng)用最普遍、最廣泛的溫度測量元件。 一、熱電偶的基本原理 熱電偶測溫主要利用熱電效應(yīng)熱電效應(yīng)：兩種不同的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）A和B組成閉合回路，如下圖所示。當(dāng)A和B相接的兩個接點溫度T和T0不同時，則在回路中就會產(chǎn)生一個電勢，這種現(xiàn)象叫做熱電效應(yīng)。由此效應(yīng)所產(chǎn)生的電勢，通常稱為熱電勢，用符號EAB（T，T0）表示。 什么是熱電偶？ 圖中的閉合回路稱為熱電偶，導(dǎo)體A和B稱為熱電偶的熱電極。熱電偶的兩個接點中，置于被測介質(zhì)（溫度為T）中的接點稱為工作端或熱端，溫度為參考溫度T0的一端稱為參考端或冷端。理論和實踐都證實，熱電現(xiàn)象中產(chǎn)生的熱電勢是由接觸電勢和溫差電勢兩種電勢的綜合效果。 1．接觸電勢接觸電勢原理圖 接觸電勢用EAB(T)表示，其數(shù)值可用下式表示 式中 e ——單位電荷，1.602X10-19C； K——波爾茲曼常數(shù)，K=1.38×10-23J/K； NA(T)、NB(T)——材料A、B在溫度為T時的自由電子密度； T——A、B接觸點的溫度，K。 結(jié)論： 1.從理論上可以證明該接觸電勢的大小和方向主要取決于兩種材料的性質(zhì)（電子密度）和接觸面溫度的高低。 2.溫度越高，接觸電勢越大；兩種導(dǎo)體電子密度比值越大，接觸電勢也越大。 2．溫差電勢溫差電勢：同一熱電極兩端因溫度不同而產(chǎn)生的電勢。 為了分析方便，溫差電勢可由下面函數(shù)差來表示： 3. 回路熱電勢 如果t＞t0，NA（t）＞NB（t），則在回路內(nèi)便產(chǎn)生兩個接觸電勢eAB(t)和eAB(t0)，兩個溫差電勢eA（t，t0）和eB（t，t0），各電勢的方向如圖所示。回路的總電勢EAB(t，t0)等于回路中各電勢的代數(shù)和。即 結(jié)論： 1.熱電偶回路熱電勢的大小只與組成熱電偶的材料和材料兩端連接點所處的溫度有關(guān)，與熱電偶絲的直徑、長度及沿程溫度分布無關(guān)。 2.只有用兩種不同性質(zhì)的材料才能組成熱電偶，相同材料組成的閉合回路不會產(chǎn)生熱電勢。 3.如果保持熱電偶冷端溫度to恒定不變，對一定材料的熱電偶，其fAB（t0）亦為常數(shù)，設(shè)為C，則熱電偶的熱電勢只與熱電偶熱端溫度t有關(guān)，若測得EAB(t，t0) 值，便可知溫度t值，這就是熱電偶測溫原理。即 EAB ( t， t0 )=fAB ( t ) – C 4.工程上所使用的各種類型的熱電偶均把E(t)和t的關(guān)系制成易于查找的表格形式，這種表格稱為熱電偶的分度表。 需要說明的幾個問題： 1.熱電偶的熱電勢與熱端溫度的關(guān)系一般為非線性關(guān)系。 2.熱電極與熱電勢的極性 熱電偶的兩個熱電極有正負(fù)之分。熱電勢也有正負(fù)極性之分。 二、熱電偶的基本定律 這些定律已在理論分析和實踐中得到證明，對保證熱電偶正確測量溫度至關(guān)重要。 1．均質(zhì)導(dǎo)體定律 由一種均質(zhì)導(dǎo)體組成的閉合回路中，不論其截面和長度如何以及沿長度方向上各處的溫度分布如何，都不能產(chǎn)生熱電勢。反之，如果回路中有熱電勢存在則材料必為非均質(zhì)的. 結(jié)論： （1）熱電偶必須由兩種不同性質(zhì)的材料構(gòu)成。 （2）由一種材料組成的閉合回路存在溫差時，回路如產(chǎn)生熱電勢，便說明該材料是不均勻的。據(jù)此，可檢查熱電極材料的均勻性。 2．中間導(dǎo)體定律 在熱電偶回路中接入第三種導(dǎo)體，只要第三種導(dǎo)體兩端溫度相同，該導(dǎo)體的引入對熱電偶回路的總電勢沒有影響。 引出結(jié)論：熱電偶回路中接入多種導(dǎo)體后，只要保證接入的每種導(dǎo)體的兩端溫度相同，則對熱電偶的熱電勢沒有影響。 應(yīng)用： 該定律表明熱電偶回路中可接入各種儀表或連接導(dǎo)線。只要儀表或?qū)Ь�處于穩(wěn)定的環(huán)境溫度，原熱電偶回路的熱電勢將不受接入儀表或?qū)Ь�的影響。 3．中間溫度定律 熱電偶回路中，兩接點溫度分別為T、T0時的熱電勢，等于接點溫度為T、TN和TN、T0的兩支同性質(zhì)熱電偶的熱電勢的代數(shù)和。 EAB(T，T0)=EAB(T，TN)+EAB(TN，T0) 作用：該定律為制定和使用熱電偶的熱電勢-溫度關(guān)系即分度表奠定了理論基礎(chǔ)。 4.熱電偶分度表不同材料制成的熱電偶在相同溫度下產(chǎn)生的熱電勢是不同的，可在分度表中查得，分度表中數(shù)據(jù)都是以t0=0℃的條件下進行分度的，配套使用的儀表也是以冷端為0℃進行刻度的，如實際測溫時， t0不是0℃，則熱電勢與溫度間的關(guān)系可按下式進行計算: 　　　　　　　　　　　　　　　　　 做一做 1．用鎳鉻-鎳硅K型熱電偶測爐溫，當(dāng)冷端溫度為30℃ (且為恒定時)，測出熱端溫度為t時的熱電動勢為33.31mV，求爐子的真實溫度。 解： E(t，30)= 33.31mV 由K型熱電偶分度表查出E(30，0)=1.20mV E(t，0)＝ E(t，30)+ E(30，0)= 34.51mV 再通過分度表查出其對應(yīng)的實際溫度為：t=830℃ 某只鉑銠10－鉑（S型）熱電偶測溫，冷端溫度30℃，測得回路熱電勢為7.385mV，求被測介質(zhì)溫度。 E(t，30)=7.385mV E(30，0)=0.173mV 根據(jù)中間溫度定律： E(t，0)= E(t，30)+ E(30，0)=7.531 mV 查表t=820℃ 5.熱電偶冷端溫度的修正和處理方法為什么要對熱電偶進行參考端的溫度處理？答：熱電偶的熱電勢是兩個接點溫度的函數(shù)差，只有當(dāng)冷端溫度不變時，熱電勢才是熱端溫度的單值函數(shù)。但在實際應(yīng)用中，熱電偶冷端所處環(huán)境溫度總有波動，從而使測量得不到正確結(jié)果，因此必須對熱電偶冷端溫度變化的影響采取補償措施，使熱電偶的熱電勢只反映熱端溫度（被測溫度）的變化，而不受冷端溫度變化的影響。 公式修正法（校正法）恒溫箱法（冰浴法）冷端集中補償方法補償導(dǎo)線法補償電橋法 1.公式修正法 當(dāng)用補償導(dǎo)線把熱電偶的冷端延長到某一溫度T0處（通常是環(huán)境溫度），然后再對冷端溫度進行修正。 三個步驟：測溫，查表，計算查表做一做 1．用鎳鉻-鎳硅K型熱電偶測爐溫，當(dāng)冷端溫度為30℃ (且為恒定時)，測出熱端溫度為t時的熱電動勢為33.31mV，求爐子的真實溫度。 解： E(t，30)= 33.31mV 由K型熱電偶分度表查出E(30，0)=1.20mV E(t，0)＝ E(t，30)+ E(30，0)= 34.51mV 再通過分度表查出其對應(yīng)的實際溫度為：t=830℃ 思考：采用直接用測得電勢查分度表得到溫度值，再加上30 ℃，計算得到爐溫的方法對不對？為什么？ 某只鉑銠10－鉑（S型）熱電偶測溫，冷端溫度30℃，測得回路熱電勢為7.385mV，求被測介質(zhì)溫度。 E(t，30)=7.385mV E(30，0)=0.173mV 根據(jù)中間溫度定律： E(t，0)= E(t，30)+ E(30，0)=7.531 mV 查表t=820℃ 2.恒溫箱法（冰浴法） （1）把冷端引至冰點槽內(nèi)，維持冷端始終為0℃，但使用起來不大方便。 冰點槽法是準(zhǔn)確度很高的冷端處理方法，然而使用比較麻煩，需要保持冰、水兩相共存，一般限于實驗室精確測溫或熱電偶檢定時使用。 3.冷端集中補償方法 冷端連接到數(shù)據(jù)采集設(shè)備上，利用計算機查表計算。 一般計算機數(shù)據(jù)采集時一個設(shè)備上連接的熱電偶是同型號的。 4.補償導(dǎo)線法原理：在一定溫度范圍內(nèi)，與配用熱電偶的熱電特性相同的一對帶有絕緣層的廉金屬導(dǎo)線為補償導(dǎo)線。 按照補償原理分為補償型及延伸型兩種補償導(dǎo)線按使用溫度可分為一般用（0～100℃）和耐熱用（0～200℃） 補償導(dǎo)線使用須注意事項如下：各種補償導(dǎo)線只能與相應(yīng)型號的熱電偶匹配使用；補償導(dǎo)線與熱電偶連接點的溫度，不得超過規(guī)定的使用溫度范圍；補償導(dǎo)線的正負(fù)要和熱電偶正負(fù)相連。由于補償導(dǎo)線與電極材料通常并不完全相同，因此兩連接點溫度必須相同；在需高精度測溫場合，處理測量結(jié)果時應(yīng)加上補償導(dǎo)線的修正值，以保證測量精度。 1. 熱電偶結(jié)構(gòu) 普通型、鎧裝型和薄膜型普通型：（1）熱電極（2）絕緣套管（3）保護套管（4）接線盒 普通型熱電偶的結(jié)構(gòu) 普通型熱電偶的結(jié)構(gòu) 2、鎧裝熱電偶 鎧裝熱電偶是由金屬套管、絕緣材料和熱電極經(jīng)拉伸加工而成的堅實組合體。 優(yōu)點：1、熱惰性小反應(yīng)迅速；2、具有良好的機械性能，可耐強烈的振動和沖擊；3、除熱電阻頭部外，其它部分可以任意彎曲，適宜于安裝在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的設(shè)備上進行測溫；4、其電阻體由金屬套管和絕緣材料覆蓋，不易受到有害介質(zhì)的腐蝕，使用壽命長。 缺點：耐高溫的性能很差。 鎧裝熱電偶圖型 WRTK2-434/ⅡΦ8*1000mm  鎧裝固定卡套法蘭熱電偶 WRSK-143/ⅡΦ6*1000mm Gh3030  鎧裝防爆熱電偶 WRNK-332/ⅠΦ4*1000mm Gh2520  鎧裝可動卡套螺紋熱電偶 2. 分類 （1）廉價金屬熱電偶 1）T型（銅－康銅）熱電偶，測溫范圍-200-350℃ 2）K型（鎳鉻－鎳鋁或鎳硅）熱電偶，范圍-200-1100℃ 3）E型（鎳鉻－康銅）熱電偶，上限1000 ℃ 4）J型（鐵－康銅）熱電偶 5）鎳鉻－考銅熱電偶 （2）貴金屬熱電偶 1）S型（鉑銠10－鉑）熱電偶 2）R型（鉑銠13－鉑）熱電偶 3）B型（鉑銠30－鉑銠6）熱電偶 4）銥銠熱電偶 （二）熱電偶的使用與安裝 1. 使用注意事項：測溫范圍，正負(fù)極性，熱偶與儀表配套否等。 2. 安裝原則 小結(jié) 1．熱電偶測溫原理。將兩種不同性質(zhì)的一端焊接起來，即構(gòu)成一支熱電偶。當(dāng)熱電偶的兩端溫度不同時，在熱電偶回路中將產(chǎn)生熱電勢；如果冷端溫度恒定，則熱電勢只與熱端溫度有關(guān)。因此測出熱電勢，即可測得熱端溫度。 2．熱電偶的基本定律。均質(zhì)導(dǎo)體定律、中間導(dǎo)體定律和中間溫度定律為制造和使用熱電偶奠定了理論基礎(chǔ)。熱電阻溫度計 WZP2-240/A級3線300/150mmE(0-300℃)隔爆熱電阻 WZC-111/Φ12*1000mm Cu50銅熱電阻 WZPK2-103/B級Φ6*515mm(0-300℃)鉑熱電阻 熱電阻溫度計的測量范圍為-200-+600℃. 優(yōu)點：無冷端溫度補償問題，特別適宜于低溫測量， 在中低溫下（ 500℃以下）測溫， 它的輸出信號比熱電偶的要大得多，故靈敏度高；電阻溫度計的輸出是電信號，因此便于信號的遠(yuǎn)傳和實現(xiàn)多點切換測量。缺點：不能測太高的溫度，需外部電源供電，連接導(dǎo)線的電阻易受環(huán)境溫度影響而產(chǎn)生測量誤差。 一、電阻溫度計的測溫原理 導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻率與溫度有關(guān)，利用此特性制成熱電阻溫度感溫件，它與測量電阻阻值的儀表配套組成熱電阻溫度計。 電阻溫度計就是利用導(dǎo)體(或半導(dǎo)體)的電阻值隨著溫度變化這一特性來進行溫度測量的，即把溫度變化所引起導(dǎo)體電阻變化，通過測量橋路轉(zhuǎn)換成電壓(毫伏級)信號，然后送入顯示儀表以指示或記錄被測溫度。 大多數(shù)金屬熱電阻隨其溫度升高而增加，當(dāng)溫度升高1℃時，其阻值約增加0.4%~0.6%，稱具有正的電阻溫度系數(shù)。大多數(shù)半導(dǎo)體熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小，當(dāng)溫度升高1℃時，其阻值約減小3%~6%，稱具有負(fù)的電阻溫度系數(shù)。二、常用熱電阻元件 1.鉑熱電阻鉑是一種貴金屬。它的特點是精度高，穩(wěn)定性好，性能可靠，尤其是耐氧化性能很強。 鉑在很寬的溫度范圍內(nèi)約1200C以下都能保證上述特性。鉑很容易提純，復(fù)現(xiàn)性好，有良好的工藝性，可制成很細(xì)的鉑絲(0.02mm或更細(xì))或極薄的鉑箔。與其它材料相比，鉑有較高的電阻率，因此普遍認(rèn)為是一種較好的熱電阻材料。缺點：鉑電阻的電阻溫度系數(shù)比較��； 價格貴 鉑的純度用鉑的電阻比W（100）表示，即 W（100）= R100 / R0 式中，R100 —— 100℃時鉑電阻值； R0 —— 0℃時鉑電阻值。 W（100）越高，則其純度越高。分度表 2．銅熱電阻特點：它的電阻值與溫度的關(guān)系是線性的，電阻溫度系數(shù)也比較大，而且材料易提純，價格比較便宜，但它的電阻率低，易于氧化。在－50℃ ~ 150℃范圍內(nèi)，銅的電阻溫度關(guān)系為 Rt = R0 ( 1 + αt ) 式中，α—— 銅的電阻溫度系數(shù)。分度表 3.兩線制測量線路 兩線制 利用不平衡電橋測量。缺點：即使被測溫度沒有變化，如果環(huán)境溫度發(fā)生變化，也會使測量值發(fā)生變化。適用場合：環(huán)境溫度恒定或變化不大的現(xiàn)場。 4.三線制測量線路 三線制 克服了兩線制測量線路的缺陷，當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化，但是測量溫度沒有變化時不會引起測量數(shù)值的變化。現(xiàn)場通常采用這種接線方式。三、熱電阻測溫元件的結(jié)構(gòu)熱電阻體、引線、絕緣套管、保護套管、接線盒。 小結(jié) 1．熱電阻測溫原理。將熱電阻插入在測溫場所，被測溫度變化會引起金屬阻值變化，測出電阻值，便可測得溫度的數(shù)值。 2．常用熱電阻。有鉑電阻（分度號為Pt50、Pt100）、銅電阻（分度號為Cu50、Cu100）。其中鉑電阻的準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性好、性能可靠；銅電阻的線性度好、靈敏度高、但測溫上限不超過150℃。 2-2 雙金屬片溫度計 它是利用兩種熱膨脹系數(shù)不同的金屬片制成。雙金屬溫度計測量原理螺紋旋形的熱雙金屬片當(dāng)溫度發(fā)生變化時，感溫元件的自由端隨即轉(zhuǎn)動，從而細(xì)軸帶動指針產(chǎn)生角位移，在標(biāo)度盤上指示出溫度的變化。 固體膨脹式溫度計特點優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、耐振動、耐沖擊、使用方便、價格便宜。缺點：測量的精度不高，量程不能做得很大。Isq紅軟基地