59热电偶温度传感器、热电阻温度传感器工作原理及特点
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59热电偶温度传感器、热电阻温度传感器工作原理及特点
1．热电偶、热电阻工作原理及特点热电偶工作原理；将两种不同的金属导体焊接在一起，构成闭合回路，如；温差，则在回路中就会产生热电动势，此种现象称为塞；热电偶产生的热电动势，其大小仅与热电极材料及两端；径无关；□热电阻工作原理；工业用热电阻分铂热电阻和铜热电阻两大类；热电阻是利用物质在温度变化时自身电阻也随着发生变；的受热部份(感温元件)是用细金属丝均匀地双绕在
1．热电偶、热电阻工作原理及特点热电偶工作原理将两种不同的金属导体焊接在一起，构成闭合回路，如在焊接端（即测量端）加热产生温差，则在回路中就会产生热电动势，此种现象称为塞贝克效应（Seebeck-effect）。如将另一端（即参考端）温度保持一定（一般为0℃），那么回路的热电动势则变成测量端温度的单值函数。这种以测量热电动势的方法来测量温度的元件，即两种成对的金属导体，称为热电偶。热电偶产生的热电动势，其大小仅与热电极材料及两端温差有关，与热电极长度、直径无关。□热电阻工作原理工业用热电阻分铂热电阻和铜热电阻两大类。热电阻是利用物质在温度变化时自身电阻也随着发生变化的特性来测量温度的。热电阻的受热部份(感温元件)是用细金属丝均匀地双绕在绝缘材料制成的骨架上。当被测介质中有温度发生变化时，所测得的温度是感温元件所在范围内介质中的平均温度。□热电偶、热电阻特点热电偶热电偶同其它种温度计相比具有如下特点：a、优点?热电偶可将温度量转换成电量进行检测，对于温度的测量、控制，以及对温度信号的放大、变换等都很方便，?结构简单，制造容易，?价格便宜，?惰性小，?准确度高，?测温范围广，?能适应各种测量对象的要求（特定部位或狭小场所），如点温和面温的测量，a、优点?准确度高。在所有常用温度计中，准确度最高，可达1mk。?输出信号大，灵敏度高。如在0℃用Pt100铂热电阻测温，当温度变化1℃时，其电阻值约变化0.4Ω，如果通过电流为2mA，则其电压输出量变化为800μV。在相同条件下，即使灵敏度比较高的K型热电偶，其热电动势变化也只有40μV左右。由此可见，热电阻的灵敏度较热电偶高一个数量级。?测温范围广，稳定性好。在振动小而适宜的环境下，可在很长时间内保持0.1℃以下的稳定性。热电阻热电阻同其它种温度计相比具有如下特点：?适于远距离测量和控制。b、缺点?测量准确度难以超过0.2℃，?必须有参考端，并且温度要保持恒定。?在高温或长期使用时，因受被测介质影响或气氛腐蚀作用（如氧化、还原）等而发生劣化。?无需参考点。温度值可由测得的电阻值直接求出。?输出线性好。只用简单的辅助回路就能得到线性输出，显示仪表可均匀刻度。b、缺点?采用细金属丝的热电阻元件抗机械冲击与振动性能差。?元件结构复杂，制造困难大，尺寸较大，因此，热响应时间长。?不适宜测量体积狭小和温度瞬变热电偶、热电阻通用要求□温度测量范围和允许误差热电偶名称型号分度号WRB铂铑30-铂铑6(WRRB)WRS铂铑10-铂(WRPS)WRR铂铑13-铂(WRRQ)WRK镍铬-镍硅(WRKN)镍铬-铜镍WREEWRT铜-铜镍(WRCT)WRJ铁-铜镍(WRFJ)镍铬硅-镍硅WRNN区域。允差等测量范围级(℃)2级600～03级800～12级600～12级600～32级333～12002级-40～0-40～1332级133～350-40～+3332级333～7502级-40～333允差(参考端为0℃)±0.0025OtO±4℃±0.005OtO±1.5℃±0.0025OtO±1.5℃±0.0025OtO±2.5℃±0.0075OtO±2.5℃±0.0075OtO±1℃±0.0075OtO±2.5℃±0.0075OtO±2.5℃镁(WRM)钨铼3-钨铼25WRW3WRe3-WRe25(W3、D)WRe5-钨铼5-钨铼26WRW5(W5、C)铂热电阻铜热电阻WZPWZCPt100Cu50AB-200～420-50～150±(0.15+0.002OtO)±(0.30+0.005OtO)±(0.30+0.006OtO)WRe25200～2000±1.0%OtO200～2000±1.0%OtO333～1200±0.0075OtO注：“t”为实际测量温度。除热电偶2级，热电阻B级允差外的其它产品，需协议定货。允差执行标准：热电偶GB/T99JB/T（钨铼热电偶）；铂热电阻；JB/T；铜热电阻JB/T；分度号：D.C为美国ASTM标志。□热响应时间在温度出现阶跃变化时，热电偶或热电阻的输出变化至相当于该阶跃变化的50%所需要的时间，称为热响应时间。用t0.5表示。□公称压力一般是指在工作温度下，保护管所能承受的静态外压而不破裂。实际上，容许工作压力不仅与保护管材料、直径、壁厚有关，而且还与其结构、安装方法、置入深度以及被测介质的流速和种类有关。□置入深度●热电偶最小置入深度对陶瓷保护管而言，应不小于保护管直径的10～15倍；对金属及合金保护管，应大于保护管直径的15～20倍。□热电阻最小置入深度lmin=ln+15Dlmin―最小可用置入深度ln―感温元件长度D―保护管外径□绝缘电阻●装配式热电偶绝缘电阻常温绝缘电阻常温绝缘电阻的试验电压为直流500±50V，测量常温绝缘电阻的大气条件为：温度15～35℃，相对湿度45%RH，大气压力86～106kPa。热电偶在该条件下放置时间不小于2小时。a．对于长度超过1米的热电偶，它的常温绝缘电阻值与其长度的乘积应不小于100MW?m。即：Rr?L≥100MW?mL≥1m式中：Rr―热电偶的常温绝缘电阻值，MWL―热电偶的长度，mb．对于长度等于或不足1m的热电偶，它的常温绝缘电阻值应不小于100MW。上限温度绝缘电阻热电偶的上限温度绝缘电阻值应不小于下表规定：上限温度tm(℃)100≤tm＜300300≤tm＜500500≤tm＜850850≤tm＜≤tm＜1300tm≥1300试验温度t(℃)t=tmt=tmt=tmt=tmt=tmt=1300电阻值MΩ.020.02●铠装式热电偶的绝缘电阻铠装偶直径mm1.5＞1.5试验电压V-dC50±5500±50绝缘电阻MW?m≥●热电阻绝缘电阻常温绝缘电阻的试验电压可取直流10～100V任意值，环境温度在15～35℃范围内，相对湿度应不大于80%RH。常温绝缘电阻值应不小于100MW。□自热影响通过热电阻中的测量电流为5mA时，测得的电阻增量换算成温度值应不大于0.30℃。热电偶材料热电偶材料按分度号分为B、R、S、N、K、E、J、T及WRe3-WRe25、WRe5-WRe2610个标准形式，尚有其它非标准丝材可供选择。标准化热电偶的主要性能铂铑10-铂名称分度号铂铑13-铂S、R铂铑30铂铑6B镍铬-镍硅KΦ0.3/800℃Φ0.5/900镍铬-康铜EΦ0.30.5/450℃Φ0.81.01.2/550℃Φ1.62.0/650℃Φ2.5/750℃Φ3.2/850℃200h变化≤±0.75%t-40～375℃±1.5℃375～800℃铁-康铜J铜-康铜T镍铬硅-镍硅镁NΦ0.3/800Φ0.30.5/400℃Φ0.81.01.2/500℃Φ1.62.0/600℃Φ2.53.2/750℃200h变化≤±0.75%tΦ1.6/400℃200h变化≤±0.4%tΦ1.0/300℃Φ0.2/200℃Φ0.30.5/250℃℃Φ0.5/900℃Φ0.81.0/1000℃Φ1.21.6/1100℃Φ2.02.5/1200℃Φ3.2/1300℃250h变化≤±0.75%tΦ0.51400℃/200h稳定性1084.62℃变化≤±12μV（约1℃）Φ0.51600℃/200h1600℃变化≤±47μV（约4℃）℃Φ0.81.0/1000℃Φ1.21.6/1100℃Φ2.02.5/1200℃Φ3.2/h变化≤±0.75%t0～允差1100℃Ⅰ±1℃℃―-40～375℃±1.5℃375～1000℃-40～375℃±1.5℃375～750℃-40～125℃±0.5℃125～250℃允差包含各类专业文献、专业论文、生活休闲娱乐、行业资料、59热电偶温度传感器、热电阻温度传感器工作原理及特点等内容。　
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电阻式温度传感器的工作原理是什么？有几种类型？
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阻值是降低的是NTC型的热敏电阻，阻值也增大的是PTC型的热敏电阻：阻值随着温度的增加线性增加或者降低1；可以通过专用的热敏电阻测试仪HPS2535或者HPS2530观察阻值变化。2.电阻式传感器主要有PT100，Cu50这些，工作原理就是利用这些热敏电阻材质自身的特性.一般有NTC热敏电阻（负温度系数）和PTC热敏电阻（正温度系数）两种，如果随着温度增加；如果随着温度减少，PT1000
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（1）-200℃&t&0℃时，RPt100=100[1+At+Bt2+Ct3（t-100）]&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&（1）
（2）0℃≤t≤850℃时，RPt100=100（1+At+Bt2）&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
；B=-5.80&10-7；C=4.2735&10-12。
Pt100电桥电路如图2所示。其中，R1﹑R2﹑R3﹑RPt100组成电桥，R1=R2=R3=R0。为了避免流过Pt100传感器的电流过大使其发热进而导致非线性失真增大，电桥电压不宜太高，一般要求Im&5mA，电桥电压Vbrg=1V。电桥输出压差为：
VD=&&&&（3）
-R0=ΔR，则有：
VD=&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
较小，则电桥输出压差为：
&，即VD正比于Pt100传感器的阻值变化量ΔR，也说明温度较低时，Pt100传感器的线性度良好；当温度较高时，ΔR/R0的值较大，Pt100传感器的线性度变差，此时要用软件来较正。
&=0.001V。
0.08296V≈0.083V，即运放的最大放大倍数为60.3。综合上述，可限定运放的放大倍数应在20～60之间。
=1V时波动产生的误差
不变，设电桥电压有ΔVbrg（mV）的变化，就会导致VD有&&（mV）的变化。在0℃时，ΔR=5W，则VD=&&=0.013ΔV(mV)；若令ΔVD=1mV，则ΔV=76mV，即0℃左右，电桥电压Vbrg有76mV波动，会引起1℃的温度误差；同理在85℃左右，电桥电压有10mV的波动，则会引起1℃的温度误差。可见电桥电压Vbrg=1V时的波动系数给对测温带来的误差是很大的，应将其电压波动限制在1mV的级别上。
=13mV；在85℃时，VD=99.5mV，说明输入信号的范围在13mV～99.5mV之间变化。以平均值50作为放大倍数，此时输入信号为13mV，换算出来的输入电压信号值为12.48mV，ΔVD=-0.52mV，将会引起约1.5℃的误差。由此可见运放的非线性将会带来大约1.5℃的误差，在实际测量中，提高运放线性度以及运放放大倍数均可以减少由运放带来的误差。
，经A/D转换得出的数字量会有±1位的跳变，这是由A/D转换器的判断误差造成的。A/D转换器的一位跳变对应的电压值，即为该八位A/D转换器的分辨率，为0.mV；折算到输入端对应的电压值为0.392mV，将会产生0.392℃的温度误差。
带来的误差
的变化会对输出的二进制代码有影响。在模拟输入信号不变的情况下，若Vref变大，会导致输出的二进制代码变小；反之，则变大，从而导致了温度误差。
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