热电偶热电阻的使用维护及常见故障处理

热电偶，热电阻的使用维护及常见故障处理一热电偶工作原理热电偶的分类常见故障及处理四热电阻工作原理五热电阻的分类六热电阻故障及处理七热电偶与热电阻的相似点及区别2热电偶的工作原理

两种不同成份的导体两端接合成回路时，当两接合点温度不同时，就会在回路内产生热电势。如果热电偶的测量端（感受被测温度的端叫测量端）与参比端（处于已知温度的端叫参比端或叫冷端）存有温差时，显示仪表将会显示出热电偶产生的热电势所对应的温度值。3

热电偶的热电势将随着测量端温度的升高而增加，热电势的大小只和热电偶导体材质和两端的温度有关，与热电极的长度、直径无关。

理论上，任何两种不同的金属导线均可组成热电偶，但实际上为了使热电偶回路有较大的热电势，能耐高温，而且热电势与温度基本上呈线性关系，通常采用金属或合金导线配对组成热电偶。45678热电偶回路的几个性质：

（1）用两种相同材料组成的热电偶，无论两个接点温度如何，热电偶回路中电势均为零。

（2）热电偶所产生的热电势的大小与热电偶电极的几何形状（如长短、粗细等）无关，与热电极中间温度分布无关。

9二热电偶的分类

热电偶的种类及结构：

热电偶的种类热电偶有K型（镍铬-镍硅）WRN系列，N型（镍铬硅-镍硅镁）WRM系列，E型（镍铬-铜镍）WRE系列，J型（铁-铜镍）WRF系列，T型（铜-铜镍）WRC系列，S型（铂铑10-铂）WRP系列，R型（铂铑13-铂）WRQ系列，B型（铂铑30-铂铑6）WRR系列等。

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常见热电偶主要技术参数

注：t为感温元件实测温度值（℃）热电偶时间常数11热电偶类别代号分度号测量范围基本误差限镍铬－康铜WRKE0－800℃±0.75%t镍铬－镍硅WRNK0－1300℃±0.75%t铂铑13-铂WRBR0-1600℃±0.25%t铂铑10－铂WRPS0－1600℃±0.25%t铂铑30－铂铑6WRRB0－1800℃±0.25%t如何正确的选择热电偶型号

选择热电偶要根据使用温度范围、所需精度、使用气氛、测定对象的性能、响应时间和经济效益等综合考虑。

1、测量精度和温度测量范围的选择

使用温度在1300~1800℃，要求精度又比较高时，一般选用B型热电偶；要求精度不高，气氛又允许可用钨铼热电偶，高于1800℃一般选用钨铼热电偶；使用温度在1000~1300℃要求精度又比较高可用S型热电偶和N型热电偶；在1000℃以下一般用K型热电偶和N型热电偶，低于400℃一般用E型热电偶；250℃下以及负温测量一般用T型电偶，在低温时T型热电偶稳定而且精度高。

122、使用气氛的选择

S型、B型、K型热电偶适合于强的氧化和弱的还原气氛中使用，J型和T型热电偶适合于弱氧化和还原气氛，若使用气密性比较好的保护管，对气氛的要求就不太严格。

3、耐久性及热响应性的选择

线径大的热电偶耐久性好，但响应较慢一些，对于热容量大的热电偶，响应就慢，测量梯度大的温度时，在温度控制的情况下，控温就差。要求响应时间快又要求有一定的耐久性，选择铠装偶比较合适。

134、测量对象的性质和状态对热电偶的选择

运动物体、振动物体、高压容器的测温要求机械强度高，有化学污染的气氛要求有保护管，有电气干扰的情况下要求绝缘比较高。

选型流程：型号－－分度号—防爆等级—精度等级—安装固定形式—保护管材质—长度或插入深度

14热电偶热电阻的安装要求

1、为了使热电偶和热电阻的测量端与被测介质之间有充分的热交换,应合理选择测点位置,尽量避免在阀门,弯头及管道和设备的死角附近装设热电偶或热电阻.

2、带有保护套管的热电偶和热电阻有传热和散热损失,为了减少测量误差,热电偶和热电阻应该有足够的插入深度:

(1)对于测量管道中心流体温度的热电偶,一般都应将其测量端插入到管道中心处(垂直安装或倾斜安装).如被测流体的管道直径是200毫米,那热电偶或热电阻插入深度应选择100毫米;

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(2）对于高温高压和高速流体的温度测量（如主蒸汽温度），为了减小保护套对流体的阻力和防止保护套在流体作用下发生断裂,。浅插式的热电偶保护套管，其插入主蒸汽管道的深度应不小于探杆直径的8～10倍。如我们常规的6mm的探杆，常常建议最小插入深度为50mm(3)假如需要测量是烟道内烟气的温度,尽管烟道直径为4m及以上,热电偶或热电阻插入深度1

m即可.

(4)当测量原件插入深度超过1m时,应尽可能垂直安装,或加装支撑架和保护套管.

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常见故障及处理1.热电势比实际值小（显示仪表指示值偏低）

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可能原因处理方法热电极短路找出短路原因，如因潮湿所致，则需进行干燥；如因绝缘子损坏所致，则需更换绝缘子热电偶的接线柱处积灰，造成短路清扫积灰补偿导线线间短路找出短路点，加强绝缘或更换补偿导线热电偶热电极变质在长度允许的发问下，剪去变质段重新焊接，或更换新热电偶补偿导线与热电偶极性接反重新接正确补偿导线与热电偶不配套更换相配套的补偿导线热电偶安装位置不对或插入深度不符合要求重新按规定安装热电偶冷端温度补偿不符合要求调整冷端补偿器热电偶与显示仪表不配套更换热电偶或显示仪表使之相配套18

2.热电势比实际值大（显示仪表指示值偏高）19

可能原因处理方法热电偶与显示仪表不配套更换热电偶或显示仪表使之相配套补偿导线与热电偶不配套更换补偿导线使之相配套有直流干扰信号进入排除直流干扰3.热电势输出不稳定20

可能原因处理方法热电偶接线柱与热电极接触不良将接线柱螺丝拧紧热电偶测量线路绝缘破损，引起断续短路或接地找出故障点，修复绝缘热电偶安装不牢或外部震动紧固热电偶，消除震动或采取减震措施热电极将断未断修复或更换热电偶外界干扰（交流漏电，电磁场感应等）查出干扰源，采用屏蔽措施4.热电偶热电势误差大

21可能原因处理方法热电极变质更换热电极热电偶安装位置不当改变安装位置保护管表面积灰清除积灰保护套管内积水清除积水四热电阻元件测温原理

热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的，即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。因此，只要测量出感温热电阻的阻值变化，再通过测量电桥转换成电压信号送至显示仪表指示或记录被测温度就可以测量出温度。金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示，即

Rt=Rt0[1+α(t-t0)]式中，Rt为温度t时的阻值;Rt0为温度t0(通常t0=0℃)时对应电阻值;α为温度系数。22PT100电阻值与温度对应举例：100欧姆—0℃

119.4欧姆---50℃138.5欧姆—100℃

157.31欧姆—150℃23每增加1℃，阻值增加0.385Ω。加1R=100+0.385*T即可估算出现场温度所对应的电阻值，或者也可T=(R-100）/0.385,根据测得阻值估算出实际温度2425五热电阻的分类1按热电阻元件的材料分类

目前应用最多的是铂热电阻和铜热电阻，此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。其中最常用的有R0=10Ω、R0=100Ω和R0=1000Ω等几种，它们的分度号分别为Pt10、Pt100、Pt1000；铜电阻有R0=50Ω和R0=100Ω两种，它们的分度号为Cu50和Cu100。其中Pt100和Cu50的应用最为广泛。26

常见热电阻的技术参数材料铂铜使用温度范围/℃200-960-50-150电阻率0.0981-0.1060.017温度系数0.003850.00428化学稳定性在氧化介质中稳定，不能再还原介质中使用。尤其在高温环境下超过100℃易氧化特性特性近于线性，性能稳定，精度高线性较好，价格低廉，体积大应用使用较高温度的测量，可作标准测温装置适用测量低温、无水、无腐蚀性介质27

测量范围及温差型号分度号测量范围℃精度等级允差值WZPPt100-200℃—+500℃A级±(0.15+0.002|t|)B级±(0.30+0.005|t|)WZCCu50Cu100-50℃—+100℃——±(0.30+0.005|t|)28

注：t为感温元件实际测温绝对值

2按热电阻元件的结构特点分类（1）普通型热电阻：通常由感温元件、安装固定装置和接线盒等主要部件组成，具有测量精度高，性能稳定可靠等优点。实际运用中以Pt100铂热电阻运用最为广泛。（2）铠装热电阻：由感温元件、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，它有下列优点：体形细长，热响应时间快，抗振动，使用寿命长等优点。29（3）隔爆型热电阻：隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒，把接线盒内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内，生产现场不会引起爆炸。（4）端面热电阻：端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝缠绕制成，紧贴在温度计端面。它与一般轴向热电阻相比，能更正确和快速地反映被测端面的实际温度，适用于测量表面温度。30热电阻的引线

热电阻测温系统一般由热电阻、连接导线和显示仪表等组成。常见的引线有以下几种：1二线制：二线制的接入电路由于没有考虑引线电阻和接触电阻，有可能产生较大的误差。如果采用这种电路进行精密温度测量，整个电路必须在使用温度范围内校准。312三线制：在热电阻的根部的一端连接一根引线，另一端连接两根引线的方式称为三线制，这种方式通常与电桥配套使用，可以较好的消除引线电阻的影响，是工业过程控制中的最常用的引线电阻。3四线制：在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制，其中两根引线为热电阻提供恒定电流I，把R转换成电压信号U，再通过另两根引线把U引至二次仪表。可见这种引线方式可完全消除引线的电阻影响，主要用于高精度的温度检测。32六常见故障及处理故障现象

可能原因处理方法显示仪表指示无穷大热电阻或引出线断路及接线端子松开等更换电阻体，或焊接及拧紧线螺丝等仪表指示负值显示仪表与热电阻接线有错，或热电阻有短路现象改正接线，或找出短路处，加强绝缘显示阻值与温度关系变化不明显热电阻丝材料受腐蚀变质

更换电阻体（热电阻）显示仪表指示值比实际值低或示值不稳保护管内有金属屑、灰尘、接线柱间脏污及热电阻短路（水滴等），负端子有松动除去金属，清扫灰尘、水滴等，找到短路点，加强绝缘等，紧固端子33故障现象故障原因处理方法示值偏大单线（红线）侧端子有松动紧固端子调节阀调节温度变化不明显电阻体管内安装未到中线重新安装热电阻探头结垢严重停车，清洗护套探头调节阀定位器输出不正常重新校准定位器调节阀阀芯脱落检查，重新安装疏水器有异物堵塞检查，清理PID参数没有调整好重新调整PID参数增加微分，加大比例34七热电偶与热电阻的相似点及区别

热电偶与热电阻均属于温度测量中的接触式测温，尽管其作用相同都是测量物体的温度，但是他们的原理与特点却不尽相同。

热电偶是温度测量中应用最广泛的温度器件，热电偶所测量的一般指“点”温，它的主要特点就是测量范围宽，性能比较稳定，同时结构简单，动态响应好，更能够远传4-20mA电信号，便于自动控制和集中控制。热电偶的测温原理是基于热电效应。将两种不同的导体或半导体连接成闭合回路，当两个接点处的温度不同时，回路中将产生热电势，这种现象称为热电效应，又称为塞贝克效应。闭合回路中产生的热电势有两种电势组成：温差电势和接触电势。

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温差电势是指同一导体的两端因温度不同而产生的电势，不同的导体具有不同的电子密度，所以他们产生的电势也不相同，而接触电势顾名思义就是指两种不同的导体相接触时，因为他们的电子密度不同所以产生一定的电子扩散，当他们达到一定的平衡后所形成的电势，接触电势的大小取决于两种不同导体的材料性质以及他们接触点的温度。目前国际上应用的热电偶具有一个标准规范，国际上规定热电偶分为八个不同的分度，分别为B，R，S，K，N，E，J和T，其测量温度的最低可测零下270摄氏度，最高可达1800摄氏度，其中B，R，S属于铂系列的热电偶，由于铂属于贵重金属，所以他们又被称为贵金属热电偶而剩下的几个则称为廉价金属热电偶。36

热电偶的结构有两种，普通型和铠装型。普通性热电偶一般由热电极，绝缘管，保护套管和接线盒等部分组成，而铠装型热电偶则是将热电偶