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JUMO熱電偶和熱敏電阻兩種溫度儀表的特點(diǎn)
閱讀:174 發(fā)布時間:2024-7-10如果要進(jìn)行可靠的溫度測里,首先就需要選擇正確的溫度儀表,也就是溫度傳感器。其中熱電偶、熱敏電阻、鉑電阻(RTD)和溫度IC都是測試中的溫度傳感器。
以下是對熱電偶和熱敏電阻兩種溫度儀表的特點(diǎn)介紹。
1、熱電偶
熱電偶是溫度測里中的溫度傳感器。其主要好處是寬溫度范圍和適應(yīng)各種大氣環(huán)境,而且結(jié)實、價低,無需供電,也是的。熱電偶由在一
端連接的兩條不同金屬線(金屬A和金屬B)構(gòu)成,當(dāng)熱電偶一端受熱時,熱電偶電路中就有電勢差??捎脺y量的電勢差來計算溫度。
不過,電壓和溫度間是非線性關(guān)系,溫度由于電壓和溫度是非線性關(guān)系,因此需要為參考溫度(Tref)作第二次測量,并利用測試設(shè)備軟件
或硬件在儀器內(nèi)部處理電壓-溫度變換,以最終獲得熱偶溫度(Tx)。數(shù)據(jù)采集器均有內(nèi)置的測量了運(yùn)算能力。
簡而言之,熱電偶是的溫度傳感器,但熱電偶并不適合高精度的的測里和應(yīng)用。
2、熱敏電阻
熱敏電阻是用半導(dǎo)體材料,大多為負(fù)溫度系數(shù),即阻值隨溫度增加而降低。溫度變化會造成大的阻值改變,因此它是的溫度傳感器。但熱
敏電阻的線性度極差,并且與生產(chǎn)工藝有很大關(guān)系。制造商給不出標(biāo)準(zhǔn)化的熱敏電阻曲線。
熱敏電阻體積非常小,對溫度變化的響應(yīng)也快。但熱敏電阻需要使用電流源,小尺寸也使它對自熱誤差極為敏感。
熱敏電阻在兩條線上測量的是絕對溫度,有較好的精度,但它比熱偶貴,可測溫度范圍也小于熱偶。一種常用熱敏電阻在25℃時的阻值
為5kΩ,每1℃的溫度改變造成 溫度傳感器的電阻變化。注意10Ω的引線電阻僅造成可忽略的0.05℃誤差。它非常適合需要進(jìn)行快速和
靈敏溫度測里的電流控制應(yīng)用。尺寸小對于有空間要求的應(yīng)用是有利的,但必須注意防止自熱誤差。溫度傳感器還有其自身的測里技巧。熱敏電阻體積小是優(yōu)點(diǎn),它能很快穩(wěn)定,不會造成熱負(fù)載。不過也因此很不結(jié)實,大電流會造
成自熱。由于熱敏電阻是一種電阻性器件,任何電流源都會在其上因功率而造成發(fā)熱。功率等于電流平方與電阻的積。因此要使用小的電流
源。如果熱敏電阻暴露在高熱中,將導(dǎo)致性的損壞。
通過對兩種溫度儀表的介紹,希望對大家工作學(xué)習(xí)有所幫助。
JUMO熱電偶的工作原理是利用兩種不同金屬的導(dǎo)線連成一個電路,在其中一個接點(diǎn)加熱,另一接點(diǎn)處于不加熱(冷點(diǎn))狀態(tài),由于不同金屬中的電子濃度和運(yùn)動速度不同,就會產(chǎn)生電子擴(kuò)散現(xiàn)象,從而在閉合電路中形成電流,即產(chǎn)生溫差電動勢。
這兩種不同金屬所接成的電路就稱為熱電偶。熱電偶通常由熱電極、絕緣套保護(hù)管和接線盒等主要部分組成,通常和顯示儀表、記錄儀表及電子調(diào)節(jié)器配套使用。12
在測溫過程中,將一個毫伏表接在熱電偶兩端用以測量溫差電動勢的大小,冷點(diǎn)和熱點(diǎn)溫差越大,毫伏數(shù)越大。毫伏表上的刻區(qū)是按照所配用的熱電偶的特性劃成相應(yīng)的溫度數(shù)值,可以直接讀出溫度值。熱電偶可以適應(yīng)各種不同的惡劣環(huán)境,如高溫、低溫、腐蝕性介質(zhì)等,并具有較強(qiáng)的耐腐蝕性能和高溫穩(wěn)定性。
當(dāng)有兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B組成一個回路,其兩端相互連接時,只要兩結(jié)點(diǎn)處的溫度不同,一端溫度為T,稱為工作端或熱端,另一端溫度為T0 ,稱為自由端(也稱參考端)或冷端,回路中將產(chǎn)生一個電動勢,該電動勢的方向和大小與導(dǎo)體的材料及兩接點(diǎn)的溫度有關(guān)。這種現(xiàn)象稱為“熱電效應(yīng)",兩種導(dǎo)體組成的回路稱為“熱電偶",這兩種導(dǎo)體稱為“熱電極",產(chǎn)生的電動勢則稱為“熱電動勢"。
熱電動勢由兩部分電動勢組成,一部分是兩種導(dǎo)體的接觸電動勢,另一部分是單一導(dǎo)體的溫差電動勢。
熱電偶回路中熱電動勢的大小,只與組成熱電偶的導(dǎo)體材料和兩接點(diǎn)的溫度有關(guān),而與熱電偶的形狀尺寸無關(guān)。當(dāng)熱電偶兩電極材料固定后,熱電動勢便是兩接點(diǎn)溫度t和t0。的函數(shù)差。即
這一關(guān)系式在實際測溫中得到了廣泛應(yīng)用。因為冷端t0恒定,熱電偶產(chǎn)生的熱電動勢只隨熱端(測量端)溫度的變化而變化,即一定的熱電動勢對應(yīng)著一定的溫度。我們只要用測量熱電動勢的方法就可達(dá)到測溫的目的。
熱電偶測溫的基本原理是兩種不同成份的材質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路,當(dāng)兩端存在溫度梯度時,回路中就會有電流通過,此時兩端之間就存在電動勢——熱電動勢,這就是所謂的塞貝克效應(yīng)(Seebeck effect)。兩種不同成份的均質(zhì)導(dǎo)體為熱電極,溫度較高的一端為工作端,溫度較低的一端為自由端,自由端通常處于某個恒定的溫度下。根據(jù)熱電動勢與溫度的函數(shù)關(guān)系,制成熱電偶分度表;分度表是自由端溫度在0℃時的條件下得到的,不同的熱電偶具有不同的分度表。
在JUMO熱電偶回路中接入第三種金屬材料時,只要該材料兩個接點(diǎn)的溫度相同,熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢將保持不變,即不受第三種金屬接入回路中的影響。因此,在熱電偶測溫時,可接入測量儀表,測得熱電動勢后,即可知道被測介質(zhì)的溫度。熱電偶測量溫度時要求其冷端(測量端為熱端,通過引線與測量電路連接的端稱為冷端)的溫度保持不變,其熱電勢大小才與測量溫度呈一定的比例關(guān)系。若測量時,冷端的(環(huán)境)溫度變化,將嚴(yán)重影響測量的準(zhǔn)確性。在冷端采取一定措施補(bǔ)償由于冷端溫度變化造成的影響稱為熱電偶的冷端補(bǔ)償正常。與測量儀表連接用專用補(bǔ)償導(dǎo)線。
JUMO熱電偶冷端補(bǔ)償計算方法:
從毫伏到溫度:測量冷端溫度,換算為對應(yīng)毫伏值,與熱電偶的毫伏值相加,換算出溫度;
從溫度到毫伏:測量出實際溫度與冷端溫度,分別換算為毫伏值,相減後得出毫伏值,即得溫度。