在工業(yè)測溫設備中,我們常常遇到熱電阻和熱電偶。很多人會以為它們是一種東西的兩種叫法。其實它們是兩種截然不同的東西。
它們都接到測溫儀表上,但它們的測溫原理以及測溫范圍是不同的。先說一下熱電阻,熱電阻一般用于低溫的測量,其原理是基于金屬導體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的。熱電阻多數(shù)純金屬材料制成,目前應用*多的是鉑和銅了,此外,現(xiàn)在已開始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。工業(yè)用熱電阻一般采用Pt100,Pt10,Cu50,Cu100,PT1000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。
熱電偶一般用于中高溫的測量,熱電偶工作原理是基于賽貝克(seeback)效應,即兩種不同成分的導體兩端連接成回路,如兩連接端溫度不同,則在回路內產生熱電流的物理現(xiàn)象。熱電偶的測量范圍廣,常用的有鉑銠——鉑(分度號S,測量范圍0~1300度)、鎳鉻——鎳硅(分度號K,測量范圍0~900度)、鎳鉻——康銅(分度號E,測量范圍0~600度)、鉑銠30——鉑銠6(分度號B,測量范圍0~1600度)。由于采用貴重金屬制成,所以熱電偶比熱電阻價格要高。
通常熱電偶只有兩根引出線,如果有三根引出線就是熱電阻了。如果只有兩根引出線時,可以用數(shù)字萬用表測量電阻值來判斷,由于熱電偶的電阻值很小,熱電阻幾乎為零;如果測量時電阻值很小,可能就是熱電偶。
熱電阻在室溫狀態(tài)下,其*小電阻值也將大于10。還可找個容易得到的熱源,通過加熱測溫元件來判斷和識別。如可接杯熱水,將測溫元件的測量端放入熱水中,用數(shù)字萬用表的直流毫伏擋,測量它有沒有熱電勢,有熱電勢的就是熱電偶根據(jù)熱電勢查找熱電偶分度表,就可以判斷是什么分度號的熱電偶了。沒有熱電勢時,則測量其電阻值有沒有變化,如果有電阻值上升變化趨勢的就是熱電阻。還可使用電烙鐵或電烘箱加熱測溫元件的測量端來判斷識別。
如果防腐熱電阻顯示儀表的顯示值比實際值低或示值不穩(wěn)的話,那么可能是保護管內有臟污,因此主要除去臟污便可。
但如果指示出現(xiàn)負值的話,那么可能是熱電阻接線錯誤或熱電阻短路,所以只要改正接線、處理好短路處就可以繼續(xù)使用。
熱電阻在使用中,除了短路和斷路的問題之外,還有以下幾種常見故障:
1、故障現(xiàn)象:顯示熱電阻的指示值比實際值低或示值不穩(wěn);
可能原因:保護管內有金屬屑、灰塵、接線柱間臟污及熱電阻短路;
處理方法:除去金屬屑,清掃灰塵、水滴等,找到短路點加強絕緣。
2、故障現(xiàn)象:熱電阻的表指示無窮大;
可能原因:熱電阻或引出線短路或接線端子松開等;
處理方法:更換電阻體或焊接及擰緊接線螺絲等。
3、故障現(xiàn)象:顯示儀表指示負值;
可能原因:顯示儀表與熱電阻接線有錯或熱電阻有短路現(xiàn)象;
處理方法:改正接線,或找出短路處,加強絕緣。
4、故障現(xiàn)象:熱電阻值與溫度關系有變化;
可能原因:熱電阻絲材料腐蝕變質;
處理方法:更換熱電阻。
一般情況下,電阻在應用過程中是比較順利的,但有時也可能出現(xiàn)故障,而其中較為常見的就是斷路和短路。
而斷路,通常都是因為熱電阻絲太細所導致的,下面我們來簡單了解一下熱電阻的短路與斷路問題處理方法。
斷路和短路一般很容易就可判斷出,只需一塊萬用表便可。即用萬用表的“×1Ω”檔進行測量,如測得阻值小于R0,則可能是短路;若測量指示為無窮大,那么可判定斷路。
其中短路較易處理,只要不影響電阻絲長短和粗細,找到短路處進行吹干,加強絕緣便可。
如果是斷路的話,那么處理時必須要改變電阻絲的長短從而就會影響電阻值;
所以只有更換新的電阻體,但要采用焊接修理的話,焊接后要校驗合格后才能使用。
測溫熱電阻的應用原理 熱電阻是中低溫區(qū)常用的一種溫度檢測器。它的主要特點是測量精度高,性能穩(wěn)定。其中鉑熱是阻的測量精確度是最高的,它不僅廣泛應用于工業(yè)測溫,而且被制成標準的基準儀。
1.熱電阻測溫原理及材料
熱電阻測溫是基于金屬導體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的。
熱電阻大都由純金屬材料制成,目前應用較多的是鉑和銅,此外,現(xiàn)在已開始采用甸、鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。
2.熱電阻的結構
(1)精通型熱電阻 工業(yè)常用熱電阻感溫元件(電阻體)的結構及特點見表2-1-11。從熱電阻的測溫原理可知,被測溫度的變化是直接通過熱電阻阻值的變化來測量的,因此,熱電阻體的引出線等各種導線電阻的變化會給溫度測量帶來影響。為消除引線電阻的影響同般采用三線制或四線制,有關具體內容參見本篇第三章第一節(jié).
(2)鎧裝熱電阻 鎧裝熱電阻是由感溫元件(電阻體)、引線、絕緣材料、不銹鋼套管組合而成的堅實體,如圖2-1-7所示,它的外徑一般為φ2~φ8mm,最小可達φmm。
與普通型熱電阻相比,它有下列優(yōu)點:①體積小,內部無空氣隙,熱慣性上,測量滯后小;②機械性能好、耐振,抗沖擊;③能彎曲,便于安裝④使用壽命長。
(3)端面熱電阻 端面熱電阻感溫元件由特殊處理的電阻絲材繞制,緊貼在溫度計端面,其結構如圖2-1-8所示。它與一般軸向熱電阻相比,能更正確和快速地反映被測端面的實際溫度,適用于測量軸瓦和其他機件的端面溫度。
(4)隔爆型熱電阻 隔爆型熱電阻通過特殊結構的接線盒,把其外殼內部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影響而發(fā)生的爆炸局限在接線盒內,生產現(xiàn)場不會引超爆炸。隔爆型熱電阻可用于Bla~B3c級區(qū)內具有爆炸危險場所的溫度測量。
3.熱電阻測溫系統(tǒng)的組成
熱電阻測溫系統(tǒng)一般由熱電阻、連接導線和顯示儀表等組成。必須注意以下兩點:
?、贌犭娮韬惋@示儀表的分度號必須一致
②為了消除連接導線電阻變化的影響,必須采用三線制接法。具體內容參見本篇第三章。
(2)鎧裝熱電阻 鎧裝熱電阻是由感溫元件(電阻體)、引線、絕緣材料、不銹鋼套管組合而成的堅實體,如圖2-1-7所示,它的外徑一般為φ2~φ8mm,最小可達φmm。
與普通型熱電阻相比,它有下列優(yōu)點:①體積小,內部無空氣隙,熱慣性上,測量滯后小;②機械性能好、耐振,抗沖擊;③能彎曲,便于安裝④使用壽命長。
(3)端面熱電阻 端面熱電阻感溫元件由特殊處理的電阻絲材繞制,緊貼在溫度計端面,其結構如圖2-1-8所示。它與一般軸向熱電阻相比,能更正確和快速地反映被測端面的實際溫度,適用于測量軸瓦和其他機件的端面溫度。
(4)隔爆型熱電阻 隔爆型熱電阻通過特殊結構的接線盒,把其外殼內部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影
電阻體的斷路修理必然要改變電阻絲的長短而影響電阻值,為此更換新的電阻體為好,若采用焊接修理,焊后要校驗合格后才能使用。