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电气基础知识-温度测量:热电偶和热电阻的区别,你都知道吗?
点击次数:29 发布时间:2019-04-08 返回

  在电力设备运行和维护的过程中,我们经常会遇到电力设备的温度测量,很多时候电力设备的温度参数是判断电力设备是否正常运行的重要指标,那么我们一般是通过什么来测量的呢?测量的原理是什么呢?

在电力设备温度监测控制或者仪表温度数据采集过程中,我们一般采用的温度测量设备:热电阻和热电偶。

一、热电阻和热电偶的测量原理

1、热电偶的测量原理

    热电偶工作原理是基于赛贝克(seeback)效应,即两种不同成分的导体两端连接成回路,如两连接端温度不同,则在回路内产生热电流的物理现象。

热电偶由两根不同导线(热电极)组成,它们的一端是互相焊接的,形成热电偶的测量端(也称工作端)。将它插入待测温度的介质中;而热电偶的另一端(参比端或自由端)则与显示仪表相连。如果热电偶的测量端与参比端存在温度差,则显示仪表将指出热电偶产生的热电动势。

2、热电阻的测量原理

   热电阻是利用金属导体或半导体有温度变化时本身电阻也随着发生变化的特性来测量温度的,热电阻的受热部分(感温元件)是用细金属丝均匀地绕在绝缘材料作成的骨架上或通过激光溅射工艺在基片形成。当被测介质有温度梯度时,则所测得的温度是感温元件所在范围内介质层的平均温度。

二、热电偶和热电阻的二次侧测量表性能比较

1、热电偶测量温度的基本原理是热电效应。二次表是一个检伏计或为了提高精度时使用电子电位差计等。

2、电阻是基于导体和半导体的电阻值随温度而变化的特性而工作的,二次表是一个不平衡电桥。

三、热电偶和热电阻的基本线制

1、由热电偶测温原理可知,只有在其冷端温度恒定时,被测温度才与热电势成单值函数关系。在实际使用中,就用一种热电特性与相应热电偶特性相似的廉价的连接导线(也称为补偿导线),使热电偶冷端引伸到温度相对恒定的地方(为0度),如用铜--康铜做补偿导线来引申镍铬---镍硅热电阻。因此,热电偶到二次表延长线是两根。

2、热电阻与二次表之间是用铜导线连接的,为了减小环境变化引起的测量误差,一般均采用三线制接法,其中有两根导线将热电阻串联于相邻的两个桥臂上,另一根导线是引来电源。

在实际应用中,热电阻一般用三芯铜导线,用于去除导线的电阻值的影响。

热电偶使用两芯专用补偿导线,用于去除热电偶现场温度的影响。

四、热电阻和热电偶的基本选择

1、根据测温范围选择:

500℃以上一般选择热电偶,500℃以下一般选择热电阻;

2、根据测量精度选择:

对精度要求较高选择热电阻,对精度要求不高选择热电偶;

3、根据测量范围选择:

热电偶所测量的一般指“点"温,热电阻所测量的一般指空间平均温度。

五、热电阻和热电偶的重点区别

热电偶是一种测温度的传感器,与热电阻一样都是温度传感器。

1、信号的性质

热电阻本身是电阻,温度的变化,使电阻产生正的或者是负的阻值变化;

而热电偶测量过程,是产生感应电压的变化,他随温度的改变而改变。

2、两种传感器检测的温度范围不一样

热电阻一般检测0-150度温度范围,最高测量范围可达600度左右(当然可以检测负温度)。

热电偶可检测0-1000度的温度范围(甚至更高)所以,前者是低温检测,后者是高温检测。

3、从材料上分

热电阻是一种金属材料,具有温度敏感变化的金属材料,

热电偶是双金属材料,既两种不同的金属,由于温度的变化,在两个不同金属丝的两端产生电势差。

4、PLC对应的热电阻和热电偶的输入模块也是不一样的,这句话是没问题,但一般PLC都直接接入4~20ma信号,而热电阻和热电偶一般都带有变送器才接入PLC。要是接入DCS的话就不必用变送器了!

热电阻是RTD信号,热电偶是TC信号!

5、PLC也有热电阻模块和热电偶模块,可直接输入电阻和电偶信号。

6、热电偶有J、T、N、K、S等型号,有比电阻贵的,也有比电阻便宜的,但是算上补偿导线,综合造价热电偶比较高了。

7、测量信号的类型不同

热电阻测量是电阻信号。 热电偶测量是电压信号

八、测温原理不同

1、热电阻测温原理是根据导体(或半导体)的电阻随温度变化的性质来测量的,测量范围为负00~500度,常用的有铂电阻(Pt100、Pt10)、铜电阻Cu50(负50-150度)。

2、热电偶测温原理是基于热电效应来测量温度的,常用的有铂铑——铂(分度号S,测量范围0~1300度)、镍铬——镍硅(分度号K,测量范围0~900度)、镍铬——康铜(分度号E,测量范围0~600度)、铂铑30——铂铑6(分度号B,测量范围0~1600度)。

热电阻和热电偶都是我们在电力维修和运行维护中经常遇到的测温元器件,熟悉热电偶和热电阻的基本应用和区别是十分必要的。欢迎关注,一起交流学习电气电工知识。

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