热电偶及热电阻知识培训

新疆神火炭素制品有限公司热电偶及热电阻知识应用培训1目录热电偶相关知识1热电阻相关知识2热电偶与热电阻的区别3热电偶和热电阻使用时如何选择421、热电偶相关知识31、热电偶相关知识热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表转换成被测介质的温度。各种热电偶的外形常因需要而不同，但是它们的基本结构却大致相同，通常由热电极、绝缘套保护管和接线盒等主要部分组成。41、热电偶相关知识工作原理：当有两种不同的导体或半导体A和B组成一个回路，其两端相互连接时，只要两结点处的温度不同，一端温度为T，称为工作端或热端，另一端温度为T0，称为自由端（也称参考端）或冷端，回路中将产生一个电动势，该电动势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关。这种现象称为“热电效应”，两种导体组成的回路称为“热电偶”，这两种导体称为“热电极”，产生的电动势则称为“热电动势”。51、热电偶相关知识热电偶的分类：常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所谓标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。标准化热电偶中国从1988年1月1日起，热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产，并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为中国统一设计型热电偶。从1991年开始采用国际计量委员会规定的“1990年国际温标”（简称ITS-90）的新标准。按此标准，共有八种标准化的通用热电偶，分别是N，S、B、E、K、R、J、T八种。61、热电偶相关知识71、热电偶相关知识从理论上讲，任何两种不同导体（或半导体）都可以配制成热电偶，但是作为实用的测温元件，对它的要求是多方面的。为了保证工程技术中的可靠性，以及足够的测量精度，并不是所有材料都能组成热电偶，一般对热电偶的电极材料，基本要求是：

1、在测温范围内，热电性质稳定，不随时间而变化，有足够的物理化学稳定性，不易氧化或腐蚀；

2、电阻温度系数小，导电率高，比热小；

3、测温中产生热电势要大，并且热电势与温度之间呈线性或接近线性的单值函数关系；

4、材料复制性好，机械强度高，制造工艺简单，价格便宜。81、热电偶相关知识补偿导线为什么要使用补偿导线：热电偶离测温表可能距离几十米，热电偶冷端（出线端）温度与测温表环境温度不同（甚至可达几十度）。如果用普通铜导线，根据热电偶原理，接线处又会产生温差电势，就会产生测量误差。补偿导线是具有与所匹配热电偶热电动势相同标称值的一对带有绝缘层的导线，用它们连接热电偶与测量装置，以补偿它们与热电偶连接处的温度变化所产生的误差。补偿导线一定要根据所使用的热电偶种类和所使用的场合进行正确选择。我们用的最多的N分度热电偶，一般选用KX型补偿导线，正极为红色，负极一般为黑色，注意接线方向。91、热电偶相关知识因为热电偶的信号很低,为微伏级,如果使用的距离过长,信号的衰减和环境中强电的干扰偶合,足可以使热电偶的信号失真,造成测量和控制温度不准确,在控制中严重时会产生温度波动。如需要长距离敷设补偿导线，补偿导线线径应不低于Φ1.5mm2，减少mV信号衰减；或选用屏蔽型补偿导线，并将屏蔽层按规范接地（必须让屏蔽层在补偿导线一端接地，接地并入仪表信号接地网，禁止将接地并入电气接地网），避免因屏蔽层接地不正确而引入测量误差；另外使用温度变送器，将热电偶mV信号就地转换为4-20mA信号通过平普通导线传输，提高信号抗干扰能力。101、热电偶相关知识111、热电偶相关知识如何判断热电偶是否正常：1、肉眼观察，保护管是否腐蚀穿透，是否变形严重等。2、可以用万用表测量通断，一般大于1KΩ就基本可以确定是坏了。3、用高精度万用表测量mv值，检查对照表。以上只是简单判断，长期在高温环境下工作，容易出现温度漂移，如K型长期工作在1000度以上，就会发生漂移，1000度漂移2--5度很见常。这就要通过显示温度及时发现，并定期更换。

121、热电偶相关知识

132、热电阻相关知识热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。它的主要特点是测量精度高，性能稳定，其中铂热电阻的测量精确度是最高的。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜。

142、热电阻相关知识

铂电阻精度高，适用于中性和氧化性介质，稳定性好，具有一定的非线性，温度越高电阻变化率越小；铜电阻在测温范围内电阻值和温度呈线性关系，温度线数大，适用于无腐蚀介质，超过150℃易被氧化。我国最常用的有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，我公司一般使用的是Pt100热电阻，它的最大测量范围为-200~850℃，一般在-50~450℃。PT100的阻值与温度变化关系为：当PT100温度为0℃时它的阻值为100欧姆，在100℃时它的阻值约为138.5欧姆，它的阻值跟温度的变化成正比。152、热电阻相关知识

162、热电阻相关知识

热电阻温度测量是通过给热电阻施加一已知激励电流测量其两端电压的方法得到电阻值（电压/电流），再将电阻值转换成温度值，从而实现温度测量。热电阻和测温仪表或温度变送器之间有三种接线方式：二线制、三线制、四线制。两线制：如下图。变送器通过导线L1、L2给热电阻施加激励电流I，测得电势V1、V2。计算得Rt：由于连接导线的电阻RL1、RL2无法测得而被计入到热电阻的电阻值中，使测量结果产生附加误差。如在100℃时Pt100热电阻的热电阻率为0.379Ω/℃，这时若导线的电阻值为2Ω，则会引起的测量误差为5.3℃。172、热电阻相关知识

三线制：三线制是实际应用中最常见的接法。如图2，增加一根导线用以补偿连接导线的电阻引起的测量误差。三线制要求三根导线的材质、线径、长度一致且工作温度相同，使三根导线的电阻值相同，即RL1=RL2=RL3。通过导线L1、L2给热电阻施加激励电流I，测得电势V1、V2、V3。导线L3接入高输入阻抗电路，IL3=0。由此可得三线制接法可补偿连接导线的电阻引起的测量误差。182、热电阻相关知识

四线制：是热电阻测温理想的接线方式。如图3，通过导线L1、L2给热电阻施加激励电流I，测得电势V3、V4。导线L3、L4接入高输入阻抗电路，IL3=0，IL4=0，因此V4-V3等于热电阻两端电压。由此可得，四线制测量方式不受连接导线的电阻的影响。192、热电阻相关知识

如何判断热电偶是否正常：1、肉眼观察，保护管是否腐蚀穿透，是否变形严重等。2、使用万用表电阻档，假定为PT100：在0摄氏度时为100欧姆，在20度时为107.7935欧姆。微分电阻约为0.39欧姆/摄氏度。根据你现场环境温度，自己算一下电阻值应为多少，然后用万用表电阻档测一下即可，然后用热源加热下热电阻，看其阻值是否上升。

203、热电偶和热电阻的区别

1、接线方式不同；2、测温范围不同，根据测温范围选择：500℃以上选择热电偶，500℃以下一般选择热电阻;3、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。

214、热电偶和热电阻使用时如何选择

223、热电偶和热电阻的区别

例如：WRN-430，L=1000×800。代表镍铬-镍硅N型热电偶，固定法兰安装，接线盒防水型，不锈钢保护管直径16mm，总长度1000mm，置入长度800mm。WZPK2-230，L=300×200，螺纹M27×2。代表Pt100型铠装热电阻，固定螺纹连接，接线盒防水型，不锈钢保护管直径