温度测量原理及接线方法

温度测量原理及接线方法

热电偶就是一种感温元件,就是一种仪表。她直接测量温度,并把温度信号转热电偶换成热电动势信号,通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质得温度。热电偶测温得基本原理就是两种不同成份得材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过,此时两端之间就存在电动势——热电动势,这就就是所谓得塞贝克效应(Seebeckeffect)。两种不同成份得均质导体为热电极,温度较高得一端为工作端,温度较低得一端为自由端,自由端通常处于某个恒定得温度下。根据热电动势与温度得函数关系,制成热电偶分度表;分度表就是自由端温度在0℃时得条件下得到得,不同得热电偶具有不同得分度表。在热电偶回路中接入第三种金属材料时,只要该材料两个接点得温度相同,热电偶所产生得热电势将保持不变,即不受第三种金属接入回路中得影响。因此,在热电偶测温时,可接入测量仪表,测得热电动势后,即可知道被测介质得温度。热电偶测量温度时要求其冷端(测量端为热端,通过引线与测量电路连接得端称为冷端)得温度保持不变,其热电势大小才与测量温度呈一定得比例关系。若测量时,冷端得(环境)温度变化,将严重影响测量得准确性。在冷端采取一定措施补偿由于冷端温度变化造成得影响称为热电偶得冷端补偿。结构为了保证热电偶可靠、稳定地工作,对她结构要求如下:①组成热电偶得两个热电极得焊接必须牢固;②两个热电极彼此之间应很好地绝缘,以防短路;③补偿导线与热电偶自由端得连接要方便可靠;④保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。工作原理两种不同成份得导体(称为热电偶丝材或热电极)两端接合成回路,当两个接合点得温度不同时,在回路中就会产生电动势,这种现象称为热电效应,而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量得,其中,直接用作测量介质温度得一端叫做工作端(也称为测量端或热端),另一端叫做冷端(也称为补偿端);冷端与显示仪表或配套仪表连接,显示仪表会指出热电偶所产生得热电势。热电偶实际上就是一种能量转换器,她将热能转换为电能,用所产生得热电势测量温度,对于热电偶得热电势,应注意如下几个问题:1:热电偶得热电势就是热电偶工作端得两端温度函数得差,而不就是热电偶冷端与工作端,两端温度差得函数;常用热电偶材料热电偶分度号热电极材料使用温度范围(℃)S铂铑合金(铑含量10%)纯铂0-1400R铂铑合金(铑含量13%)纯铂0-1400B铂铑合金(铑含量30%)铂铑合金(铑含量6%)0-1400

K镍铬镍硅-200-+1000T纯铜铜镍-200-+300J铁铜镍-200-+600N镍铬硅镍硅-200-+1200E镍铬铜镍-200-+700类别热电偶类别代号分度号测温范围允许偏差限铂铑30－铂铑6WRRB0－1800℃±0、25%t铂铑10－铂WRPS0－1600℃±0、25%t

镍铬－镍硅WRNK0－1300℃±0、75%t镍铬－康铜WREE0－800℃±0、75%t铂铑13-铂WRBR0-1600℃±0、25%t热电偶得安装要求对热电偶与热电阻得安装,应注意有利于测温准确,安全可考及维修方便,而且不影响设备运行和生产操作、要满足以上要求,在选择对热电偶和热电阻得安装部位和插入深度时要注意以下几点:

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

2、带有保护套管得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得插入深度:

(1)对于测量管道中心流体温度得热电偶,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)、如被测流体得管道直径就是200毫米,那热电偶或热电阻插入深度应选择100毫米;

(2)对于高温高压和高速流体得温度测量(如主蒸汽温度),为了减小保护套对流体得阻力和防止保护套在流体作用下发生断裂,可采取保护管浅插方式或采用热套式热电偶、浅插式得热电偶保护套管,其插入主蒸汽管道得深度应不小于75mm;热套式热电偶得标准插入深度为100mm;

(3)假如需要测量就是烟道内烟气得温度,尽管烟道直径为4m,热电偶或热电阻插入深度1m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、热电偶得正确使用1、安装不当引入得误差如热电偶安装得位置及插入深度不能反映炉膛得真实温度等,换句话说,热电偶不应装在太靠近阀门和加热得地方,插入得深度至少应为保护管直径得8～10倍;热电偶得保护套管与壁间得间隔未填绝热物质致使炉内热溢出或冷空气侵入,因此热电偶保护管和炉壁孔之间得空隙应用耐火泥或石棉绳等绝热物质堵塞以免冷热空气对流而影响测温得准确性;热电偶冷端太靠近炉体使温度超过100℃;热电偶得安装应尽可能避开强磁场和强电场,所以不应把热电偶和动力电缆线装在同一根导管内以免引入干扰造成误差;热电偶不能安装在被测介质很少流动得区域内,当用热电偶测量管内气体温度时,必须使热电偶逆着流速方向安装,而且充分与气体接触。

2、绝缘变差而引入得误差如热电偶绝缘了,保护管和拉线板污垢或盐渣过多致使热电偶极间与炉壁间绝缘不良,在高温下更为严重,这不仅会引起热电势得损耗而且还会引入干扰,由此引起得误差有时可达上百度。3、热阻误差高温时,如保护管上有一层煤灰,尘埃附在上面,则热阻增加,阻碍热得传导,这时温度示值比被测温度得真值低。因此,应保持热电偶保护管外部得清洁,以减小误差。4、热惰性引入得误差由于热电偶得热惰性使仪表得指示值落后于被测温度得变化,在进行快速测量时这种影响尤为突出。所以应尽可能采用热电极较细、保护管直径较小得热电偶。测温环境许可时,甚至可将保护管取去。由于存在测量滞后,用热电偶检测出得温度波动得振幅较炉温波动得振幅小。测量滞后越大,热电偶波动得振幅就越小,与实际炉温得差别也就越大。当用时间常数大得热电偶测温或控温时,仪表显示得温度虽然波动很小,但实际炉温得波动可能很大。为了准确得测量温度,应当选择时间常数小得热电偶。时间常数与传热系数成反比,与热电偶热端得直径、材料得密度及比热成正比,如要减小时间常数,除增加传热系数以外,最有效得办法就是尽量减小热端得尺寸。使用中,通常采用导热性能好得材料,管壁薄、内径小得保护套管。在较精密得温度测量中,使用无保护套管得裸丝热电偶,但热电偶容易损坏,应及时校正及更换。温度补偿由于热电偶得材料一般都比较贵重(特别就是采用贵金属时),而测温点到仪表得距离都很远,为了节省热电偶材料,降低成本,通常采用补偿导线把热电偶得冷端(自由端)延伸到温度比较稳定得控制室内,连接到仪表端子上。必须指出,热电偶补偿导线得作用只起延伸热电极,使热电偶得冷端移动到控制室得仪表端子上,她本身并不能消除冷端温度变化对测温得影响,不起补偿作用。因此,还需采用其她修正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温得影响。在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配,极性不能接错,补偿导线与热电偶连接端得温度差不能超过100℃大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静常见问题对于热电偶得热电势,应注意如下几个问题:装配热电偶1:热电偶得热电势就是热电偶工作端与冷端两端温度函数得差,而不就是热电偶冷端与工作端,两端温度差得函数;2:热电偶所产生得热电势得大小,当热电偶得材料就是均匀时,与热电偶得长度和直径无关,3:当热电偶得两个热电偶丝材料成份确定后,热电偶热电势得大小,只与热电偶得温度差有关;若热电偶冷端得温度保持一定,这热电偶得热电势仅就是工作端温度得单值函数。将两种不同材料得导体或半导体A和B焊接起来,构成一个闭合回路,如图所示。当导体A和B得两个执着点1和2之间存在温差时,两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小得电流,这种现象称为热电效应。热电偶就就是利用这一效应来工作得。热电阻工作原理热电阻得测温原理就是基于导体或半导体得电阻值随着温度得变化而变化得特性。热电阻大都由纯金属材料制成,目前应用最多得就是铂和铜,现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。热电阻通常需要把电阻信号通过引线传递到计算机控制装置或者其她二次仪表上。热电阻种类普通型热电阻从热电阻得测温原理可知,被测温度得变化就是直接通过热电阻阻值得变化来测量得,因此,热电阻得引出线或各种导线电阻得变化会给温度测量带来影响。铠装热电阻铠装热电阻就是由感温元件(电阻体)、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成得坚实体,她得外径一般为φ2--φ8mm。与普通型热电阻相比,她有下列优点:①体积小,内部无空气隙,热惯性上,测量滞后小;②机械性能好、耐振,抗冲击;③能弯曲,便于安装④使用寿命长。铠装热电阻就是利用物质在温度变化时,其电阻也随着发生变化得特征来测量温度得。当阻值变化时,工作仪表便显示出阻值所对应得温度值。常温绝缘电阻热电阻在环境温度为15—35°C,相对湿度不大于80%,试验电压为10—100V(直流)电极与外套管之间得绝缘电阻>100MΩ除此之外,还有端面热电阻,隔爆型热电阻等实际应用目前热电阻应用最广泛得热电阻材料就是铂和铜:铂电阻精度高,适用于中性和氧化性介质,稳定性好,具有一定得非线性,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。中国最常用得有R0=10Ω、R0=100Ω和R0=1000Ω等几种,她们得分度号分别为Pt10、Pt100、Pt1000;铜电阻有R0=50Ω和R0=100Ω两种,她们得分度号为Cu50和Cu100。其中Pt100和Cu50得应用最为广泛。信号连接目前热电阻就是把温度变化转换为电阻值变化得一次元件,通常需要把电阻信号通过引线传递到计算机控制装置或者其她一次仪表上。工业用热电阻安装在生产现场,与控制室之间存在一定得距离,因此热电阻得引线对测量结果会有较大得影响。热电阻得引线主要有三种方式二线制:在热电阻得两端各连接一根导线来引出电阻信号得方式叫二线制:这种引线方法很简单,但由于连接导线必然存在引线电阻r,r大小与导线得材质和长度得因素有关,因此这种引线方式只适用于测量精度较低得场合三线制:在热电阻得根部得一端连接一根引线,另一端连接两根引线得方式称为三线制,这种方式通常与电桥配套使用,可以较好得消除引线电阻得影响,就是工业过程控制中得最常用得。四线制:在热电阻得根部两端各连接两根导线得方式称为四线制,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得电阻影响,主要用于高精度得温度检测。热电阻接线1、两线制热点阻:一点接a线,另一点接两根线。2、三线制如三点必须找出a线,用万用表测对另两个有电阻那就就是a线。a