Різниця між тепловим резистором і термопарою

Теплові резистори - це найбільш часто використовувані детектори температури в середній та низькотемпературній зонах. Основними його особливостями є висока точність вимірювання та стабільні показники. Серед них платинові теплові резистори мають найвищу точність вимірювання. Вони не лише широко використовуються при вимірюванні промислової температури, але й перетворюються на стандартні референтні інструменти.

На відміну від принципу вимірювання температури термопа, теплові резистори вимірюють температуру на основі теплового ефекту резисторів, тобто резистентність резистора змінюються зі зміною температури. Тому, поки вимірюється зміна опору термічного резистора, чутливого до температури, температуру можна виміряти. В даний час існує в основному два типи металевих теплових резисторів та напівпровідникові термістори. Значення опору та температуру термічних резисторів металів, як правило, виражаються наступним приблизним співвідношенням, тобто RT=rt 0 [1+ (tt 0)].

У формулі RT - значення опору при температурі t; Rt {{0}} - відповідне значення опору при температурі t0 (зазвичай t 0=0 градус); - коефіцієнт температури. Зв'язок між значенням опору та температурою напівпровідникових термісторів є rt=aeb/t

У формулі RT - значення опору при температурі t; A і B - константи залежно від структури напівпровідникового матеріалу. Для порівняння, термістори мають більший коефіцієнт температури та більш високе значення опору при кімнатній температурі (як правило, вище кількох тисяч Ом), але їх взаємозамінність є поганою, їх нелінійність є серйозною, а їх діапазон вимірювання температури - лише -50 ~ 300 градусів. Вони широко використовуються при виявленні температури та контролю побутових приладів та автомобілів. Металеві теплові резистори, як правило, підходять для вимірювання температури в діапазоні -200 ~ 500 градусів. Вони характеризуються точним вимірюванням, хорошою стабільністю та надійною продуктивністю. Вони широко використовуються в управлінні процесом.

Матеріали теплового резистора Температура термічного резистора ґрунтується на характеристиці, що значення опору металевих провідників збільшується зі збільшенням температури для вимірювання температури. Теплові резистори здебільшого виготовлені з чистих металевих матеріалів. В даний час платина та мідь найбільш широко використовуються. Крім того, нікель, марганець та родій зараз використовуються для виготовлення теплових резисторів.

Типи термічних резисторів

(1) Броньовані теплові резистори: Броньовані теплові резистори - це тверді тіла, що складаються з елементів зондування температури (тіла резистентності), проводки, ізоляційних матеріалів та кожухів з нержавіючої сталі. Їх зовнішній діаметр, як правило, φ2 ~ φ8 мм, а мінімум може досягати φmm. Порівняно зі звичайними тепловими резисторами, він має такі переваги: ​​① невеликий розмір, жоден проміжок повітря всередині, невеликий відставання у тепловому інерції; ② хороші механічні властивості, стійкість до вібрації та опір удару; ③ може бути зігнутим і простим у встановленні; ④ Довгий термін служби.

(2) Точний тепловий резистор: структура та характеристики елемента зондування температури теплового резистора (резистор), який зазвичай використовується в промисловості. З принципу вимірювання температури теплових резисторів видно, що зміна вимірюваної температури безпосередньо вимірюється за зміною значення опору теплового резистора. Тому зміна різних проводів, таких як провід свинцю теплового резистора, вплине на вимірювання температури. Для того, щоб усунути вплив опору свинцевого дроту, зазвичай використовується трипровідна або чотирипровідна система.

(3) Термічний резистор кінцевого обличчя: Елемент зондування температури термічного резистора кінця починається з спеціально обробленим дротом резистентності і близький до кінця обличчя термометра. Порівняно із загальними осьовими тепловими резисторами, він може більш точно та швидко відображати фактичну температуру вимірюваного кінця обличчя і підходить для вимірювання кінцевої температури обличчя підшипників та інших частин.

(4) Теплостійкий тепловий резистор: вибух вибухонебезпечного змішаного газу всередині оболонки термічного резистора полум'я обмежений до з'єднувальної коробки через спеціальну структуру, так що вибух, спричинений впливом іскрів або дуг, не був спричинений на виробничому майданчику. Полум'яних термічних резисторів можна використовувати для вимірювання температури у небезпечних місцях на рівні рівня BLA ~ B3C.

Зазвичай використовуються металеві теплові резистори в промисловості з точки зору зміни стійкості до температури, більшість металевих провідників мають цю властивість, але не всі вони можуть використовуватися як термічні резистори, що вимірюють температуру. Металеві матеріали, що використовуються як теплові резистори, як правило, вимагають: якомога більше та стабільного коефіцієнта температури, великого опору (зменшення розміру датчика при однаковій чутливості), стабільні хімічні та фізичні властивості в межах температурного діапазону використання, хороша репродуктивність матеріалу та значення резистентності повинні мати проміжне значення функції з зміною температури (лінійні відносини).

Метод підключення сигналу теплового резистора Тепловий резистор - це первинний елемент, який перетворює зміну температури в зміну значення опору. Зазвичай необхідно передавати сигнал опору на пристрій управління комп'ютером або інший первинний інструмент через провід свинцю.

В даний час найбільш широко використовувані термічні матеріали резистора - це платина та мідь: платинові резистори мають високу точність, придатні для нейтральних та окислювальних середовищ, мають хорошу стабільність, мають певну нелінійність і чим більша температура, тим менша зміна опору; Мідні резистори мають лінійну залежність між значенням опору та температурою в межах діапазону вимірювання температури, мають велике число температур, придатні для некорозійних середовищ і легко окислюються, коли температура перевищує 150.

Промислові теплові резистори встановлюються на виробничому майданчику, і між ними та контрольною кімнатою існує певна відстань, тому відведення теплових резисторів матимуть більший вплив на результати вимірювання.

В даний час існує три основні способи очолити тепловий резистор. ○ 1 Двопровідна система: Підключення дроту на кожному кінці теплового резистора для ведення сигналу опору називається двопровідною системою: цей метод свинцю дуже простий, але оскільки з'єднувальний дріт повинен мати опір свинцю R, розмір R пов'язаний з матеріалом та довжиною проводу, тому цей метод свинцю підходить лише для випадків з низькою вимірювальністю. ○ 2-провідна система: Підключення свинцю на одному кінці кореня теплового резистора та два проводки на іншому кінці називається трипровідною системою. Цей метод зазвичай використовується спільно з мостом, що може краще усунути вплив опору свинцю. Це найбільш часто використовувана стійкість до свинцю в контролі промислового процесу. ○ 3 чотирипровідна система: Підключення двох проводів на кожному кінці кореня теплового резистора називається чотирипровідною системою, в якій два проводки забезпечують постійний струм I для теплового резистора, перетворюють R в сигнал напруги u, а потім ведуть u до вторинного інструменту через інші два проводки. Видно, що цей метод свинцю може * усунути вплив опору свинцю і в основному використовується для виявлення температури з високим рівнем точного рівня.

Тепловий резистор приймає метод трипровідного з'єднання. Трипровідна система використовується для усунення помилки вимірювання, спричиненої опором з'єднувального дроту. Це пояснюється тим, що ланцюг для вимірювання термісторів, як правило, є незбалансованим мостом. Термістори - це стійкість до мосту, і їх сполучні дроти (від термісторів до центральної контрольної кімнати) також стають частиною стійкості до мосту. Ця частина опору невідома і змінюється з температурою навколишнього середовища, викликаючи помилки вимірювання. Використовуючи трипровідну систему, один дріт підключений до кінця живлення мосту, а інші два з'єднані з мостовою рукою, де розташований термістор, а також мостова рука, що примикає до нього, виключаючи помилку вимірювання, спричинене опором лінії дроту.

У промисловості зазвичай використовується трипровідний метод з'єднання. Термопарки генерують сигнали Millivolt і не мають цієї проблеми. Склад системи вимірювання температури теплового резистора

(1) Система вимірювання температури теплового резистора, як правило, складається з теплового резистора, з'єднату проводів та інструменту дисплея. Потрібно зазначити наступні два моменти:
① Тепловий резистор та інструмент дисплея повинні мати однаковий номер випускного
② Для усунення впливу зміни опору з'єднувального дроту необхідно використовувати трипровідний метод з'єднання. Детальніше зверніться до розділу 3 цієї статті.

(2) Броньований тепловий резистор Броньований тепловий резистор - це тверде тіло, що складається з елемента зондування температури (резистор), свинцевого дроту, ізоляційного матеріалу та корпусу з нержавіючої сталі. Його зовнішній діаметр, як правило, φ2 ~ φ8 мм, а мінімум може досягти φmm. Порівняно зі звичайними тепловими резисторами, він має такі переваги:
① Невеликий розмір, без розривів повітря всередині, невеликий відставання вимірювання в теплової інерції;
② хороші механічні властивості, стійкість до вібрації та опір удару; ③ може бути зігнутим для легкої установки ④ Довгий термін служби.

(3) Термічний резистор кінця обличчя Елемент зондування температури термічного резистора кінця зондування температурного резистора передається спеціально обробленим дротом резистентності і щільно прикріплений до кінця обличчя термометра. Порівняно із загальними осьовими тепловими резисторами, він може більш точно та швидко відображати фактичну температуру вимірюваного кінця обличчя і підходить для вимірювання кінцевої температури обличчя підшипників та інших частин.

(4) Теплостійкі теплові резистори полум'я полум'я використовують спеціальну структуру з'єднувальної коробки для ізоляції вибухового змішаного газу всередині оболонки з іскрів або дуг. Ремонт ланцюга корпусу резистора неминуче змінить довжину резисторного дроту і вплине на значення опору. Тому краще замінити тіло резистора новим. Якщо зварювання використовується для ремонту, його потрібно відкалібрувати після зварювання, перш ніж його можна використовувати.

Різниця між термопаційними та термічними резисторами
І термопари, і теплові резистори належать до вимірювання температури контакту при вимірюванні температури. Хоча вони мають однакову функцію вимірювання температури об'єкта, їх принципи та характеристики різні.

По -перше, давайте введемо термопарки. Термопарки - це найбільш широко використовувані температурні пристрої при вимірюванні температури. Основні їхні особливості - це широкий діапазон вимірювання, відносно стабільна продуктивність, проста структура, хороша динамічна реакція та можливість віддалено передавати 4-20 ma електричні сигнали, що зручно для автоматичного управління та централізованого управління. Принцип вимірювання температури термопари заснований на термоелектричному ефекті. Коли два різних провідники або напівпровідники підключені до закритої петлі, коли температура на двох з'єднаннях різні, в петлі буде генеруватися термоелектричний потенціал. Це явище називається термоелектричним ефектом, також відомим як ефект Зеебека. Термоелектричний потенціал, що утворюється в закритому циклі, складається з двох потенціалів: потенціал різниці температур та контактний потенціал. Термоелектричний потенціал відноситься до потенціалу, що утворюється двома кінцями одного і того ж провідника через різні температури. Різні провідники мають різну щільність електронів, тому потенціали, які вони генерують, також різні. Як випливає з назви, контактний потенціал відноситься до потенціалу, що утворюється, коли два різних провідники контактують, оскільки їх щільність електронів різна, тому генерується певна кількість дифузії електронів. Коли вони досягають певного балансу, розмір контактного потенціалу залежить від властивостей матеріалів двох різних провідників та температури їх контактних точок. Термопари, які зараз використовуються на ринку, мають стандартну специфікацію, яка передбачає, що термопари поділяються на вісім різних підрозділів, а саме B, R, S, K, N, E, J і T. Найнижча температура, яку вони можуть виміряти, - мінус 270 градусів Цельсія, а найвища - 1800 градусів Цельсія. Серед них B, R і S належать до платинової серії термопацій. Оскільки Platinum є дорогоцінним металом, їх також називають термопарками дорогоцінного металу, а решта називають дешевими металевими термопарками.

Існують дві структури термопацій, звичайний тип та бронетанковий тип. Звичайні термопари, як правило, складаються з термопацій, ізоляційних труб, захисних рукавів та з'єднувальних коробків, тоді як броньовані термопари - це суцільна комбінація проводів термопари, ізоляційних матеріалів та металевих захисних рукавів, зібраних та розтягнуті. Однак електричний сигнал термопари вимагає спеціального проводу для передачі, який ми називаємо компенсаційним проводом. Різні термопари потребують різних компенсаційних проводів, основна функція яких полягає у зв’язку з термопарою, так що еталонний кінець термопари знаходиться далеко від джерела живлення, так що температура еталонного кінця стабільна.

Компенсаційні дроти поділяються на тип компенсації та тип розширення. Хімічний склад подовжувача проводів такий самий, як у компенсованій термопалі, але на практиці провід для подовження не виготовлений з того ж металу, що і термопала. Він, як правило, замінюється дротом з тією ж щільністю електронів, що і термопара. Зв'язок між компенсаційним проводом та термопарою, як правило, дуже чітким. Позитивний полюс термопари з'єднаний з червоним дротом компенсаційного дроту, а негативний полюс підключений до решти кольору. Більшість загальних компенсаційних проводів виготовлені з мідно-нікельського сплаву.

По -друге, давайте введемо тепловий резистор. Хоча тепловий резистор широко використовується в промисловості, його застосування обмежено певною мірою через його діапазон вимірювання температури. Принцип вимірювання температури теплового резистора заснований на характеристиці, що значення опору провідника або напівпровідникові зміни з температурою. Він має багато переваг, таких як віддалена передача електричних сигналів, висока чутливість, сильна стабільність, хороша взаємозамінність та точність, але це вимагає живлення і не може миттєво вимірювати зміни температури. Промислові теплові резистори, як правило, використовують PT100, PT10, Cu50, Cu100. Діапазон вимірювання температури термічних резисторів платини, як правило, мінус 200-800 градусів Цельсія, а мідний тепловий резистори - мінус від 40 до 140 градусів Цельсія. Теплові резистори класифікуються на ті ж типи, що і термопари, але вони не потребують компенсаційних проводів і дешевші, ніж теплові пари.